CN105219373A - 一种载体颗粒及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种载体颗粒，包括母球、位于母球表面的子球；母球和/或至少一个子球包括至少一种类型的量子点。并且公开了一种制备载体颗粒的方法，主要是在微球上连接至少一个纳米球，微球和/或纳米球上装载至少一种类型的量子点。

Description

一种载体颗粒及其制备方法

技术领域

本发明涉及生物检测领域，尤其涉及一种采用组装微球结合量子点编码的载体颗粒。

背景技术

在当前的生物检测领域中，已普遍采用将微球作为体外诊断的固相载体，来对目标待检分子进行识别、捕获、控制与运输。在此基础上，研究和实验的进一步目标是实现多重检测，即在一次检测中能同时检测多种目标待检分子，以及增加在多重检测中检测项。这就需要对携带不同特异性配基的微球进行标识，即对微球进行编码，以便在检测时能根据其上的标识识别出该微球。

早期的编码方式是在微球内加入有机荧光染料，在特定波长的激光激发下，荧光染料具有特定的荧光发射光谱，包括荧光的强度和发射波长。采用不同的有机荧光染料，在激发后即可获得不同的荧光发射光谱，以此对微球进行识别。但是采用有机荧光染料会有以下缺点：

(1)有机染料选择较为困难，这是由于有机染料自身Stocks位移比较小，每一种染料都有其最佳的激发波长，要想两种染料都达到其最佳的荧光发射强度，通常需要采取不同的激发波长的激光进行激发，这样就造成检测装备中必须配备多个激光器，难以实现检测装备的小型化。

(2)有机染料的稳定性比较差，容易发生光漂白或光淬灭现象，而一旦发生这些现象，则造成荧光强度或者荧光发射波长的变化，从而影响编码的精确性与准确度。

(3)有机染料的发射光谱较宽且不对称，当两种具有不同发射谱的有机染料混合编码时，荧光发射光谱容易相互叠加，造成编码能力低且容易相互干扰。

量子点(QuantumDot)又称为半导体纳米微晶体，有IIB/VIA(如CdSe等)或IIIA/VA(如InP、GaAs等)族元素组成的稳定的、尺寸在1～100nm之间的纳米晶粒，能够接受激光激发产生荧光，特殊的结构使其具有独特的、普通荧光物质无法比拟的光学性质，其在生物科学中的应用研究已取得了一些突破性的进展，目前已开发出采用量子点来替代有机荧光染料对微球进行编码的相关技术。相对于有机荧光染料，量子点有如下优势：

(1)量子点具有极宽的Stocks位移，不同粒径大小的量子点的发射光谱不同，粒径越大的量子点，其发射波长越大，因此可以通过控制量子点的颗粒大小，采用同一个激光激发不同大小的量子点而发射出不同荧光颜色的光谱。

(2)量子点的荧光量子产率高，且稳定，光漂白与光淬灭效应较弱，制备得到的编码微球不易出现串色或乱码。

(3)量子点发射光谱窄且对称，较有机荧光染料相比，其编码能力更强且不容易出现干扰。

虽然采用量子点编码的微球为多重检测提供了更易于识别的特异性配基载体，但在多重检测中，由于各检测项之间的固有差异，使得在多重检测时，难以使所有检测项都处于其最优的反应条件中，势必造成不同检测项目之间的灵敏度差异。同时各探针分子的非特异性吸附又会造成一定程度的检测误差。

最新的研究发现，采用微米或亚微米尺寸的微球表面连接纳米尺寸的微球所形成的具有拓扑结构的组装微球作为生物检测的固相载体，较之单一的表面光滑的微球，能够明显提高检测的灵敏度，降低非特异性吸附。因此该组装微球更适用于多重检测。组装微球的相关技术可参考申请号为201310062308.4的中国专利。

量子点编码和组装微球在生物领域的都属于前沿技术，目前尚没有将这两者结合而形成的量子点编码组装微球及其制备的相关技术。同时可以预见的是，在可采用的量子点种类一定的前提下，对组装微球进行编码较之对单一微球可以产生更多的编码数量或者说可识别载体类型，其也为多重检测的检测项增加提供了必要条件。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种在生物检测中更适用于多重检测的量子点编码组装微球及其制备方法。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供了一种基于量子点编码和组装微球的载体颗粒，其包括母球、位于母球表面的子球；母球和/或至少一个子球包括至少一种类型的量子点。

进一步地，母球包括的量子点与子球包括的量子点的类型不同。

进一步地，子球包被在母球的表面。

进一步地，子球包括纳米球，纳米球是子球的主体结构，量子点包被在纳米球的表面或在其内部。

进一步地，纳米球的表面包被至少一层量子点，即纳米球表面可层层组装量子点。

进一步地，位于同一层的量子点的类型全相同或不全相同，此时位于不同层的量子点的类型全相同或不全相同。

进一步地，纳米球是粒径为30～500nm的圆球形结构。

进一步地，纳米球的材质是聚合物或氧化硅。

进一步地，聚合物是聚苯乙烯、聚苯乙烯与聚丙烯酸共聚物、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸共聚物、聚苯乙烯与二乙烯基苯共聚物中的一种。

进一步地，母球包括微球，微球是母球的主体结构，量子点装载在微球内或表面。

进一步地，微球是粒径为0.5～20μm的圆球形结构。

进一步地，微球的材质是聚合物或氧化硅。

进一步地，聚合物是聚苯乙烯、聚苯乙烯与聚丙烯酸共聚物、聚苯乙烯与聚甲基丙烯酸共聚物、聚苯乙烯与二乙烯基苯共聚物的一种。

进一步地，母球与子球的表面都修饰有功能基团，母球与子球之间的连接是通过功能基团间化学共价反应实现的。

进一步地，功能基团是氨基、羧基、巯基、羟基中的一种。

进一步地，量子点的类型由量子点的荧光发射光谱的中心波长(以下简称中心发射波长)限定，即只以量子点的中心发射波长来区分量子点类型。

进一步地，采用两种或两种以上类型的量子点。

进一步地，两种或两种以上类型的量子点其相邻的荧光发射光谱的中心波长之差的绝对值大于或等于30nm，即各类型的量子点的荧光发射光谱的中心波长间的间隔均要大于或等于30nm。

进一步地，量子点可以是包括由II－VI族或III－V族元素组成的纳米颗粒的任一种，本发明优选的量子点是CdSeZnS。。

进一步地，母球和/或子球包括磁性纳米颗粒，即母球和子球都具有磁性，或母球和子球其中之一具有磁性。

进一步地，磁性纳米颗粒可以是包括铁、钴、镍、铁氧体磁性金属颗粒的任一种。本发明优选地是四氧化三铁纳米颗粒。

进一步地，至少一个子球包括有机荧光染料，即可同时采用经荧光染料标记的子球。

进一步地，有机荧光染料的荧光发射光谱的中心波长与装载在母球上的量子点的荧光发射光谱的中心波长之差的绝对值大于或等于50nm。本发明优选地是异硫氰酸荧光素。

本发明还提供了一种制备载体颗粒的方法，即在微球上连接至少一个纳米球，微球和/或纳米球上装载至少一种类型的量子点。

进一步地，该方法包括以下步骤：

(1)在微球上装载量子点，形成荧光微球；

(2)在纳米球上装载量子点，形成荧光纳米球；

(3)连接荧光微球和荧光纳米球、或连接微球和荧光纳米球、或连接荧

光微球和纳米球，从而形成载体颗粒；

步骤(1)和步骤(2)顺序不分先后。

进一步地，荧光微球至少包括一种类型的量子点，并且由量子点的类型分别限定了多种类型的荧光微球；荧光纳米球至少包括一种类型的量子点，并且由量子点的类型分别限定了多种类型的染色纳米球。

在本发明的实施例中，将微球和不同类型的染色微球限定形成不同类型的母球，将纳米球和不同类型的荧光纳米球限定形成不同类型的子球，通过各类型母球与子球的相互组合形成具有不同编码的载体颗粒。

进一步地，同一类型的荧光微球由其所装载的量子点的数量限定了多种荧光等级的荧光微球；同一类型的荧光纳米球由其所装载的量子点的数量限定了多种荧光等级的荧光纳米球。

进一步地，步骤(3)中的染色微球具有任意一种类型。

进一步地，步骤(3)中的荧光纳米球具有任意一种或一种以上的类型，即可以根据对编码数量的需要，在微球或荧光微球上连接单一类型或多类型的荧光纳米球。

进一步地，步骤(3)中用纳米球替代部分荧光纳米球，即在微球或荧光微球表面可以同时连接纳米球和荧光纳米球，从而可以通过两者的比例来调节载体颗粒中荧光纳米球所装载的量子点总量。

进一步地，步骤(3)中的连接的方法是，分别在微球、荧光微球、纳米球、荧光纳米球的表面接枝功能基团，通过功能基团间化学共价反应实现连接。

进一步地，功能基团是氨基、羧基、巯基、羟基中的一种。

进一步地，量子点的装载位置在微球表面或内部。

进一步地，量子点的装载位置在纳米球表面或在其内部。

进一步地，装载有量子点的纳米球的表面包被至少一层量子点。

进一步地，位于同一层的量子点的类型都相同，此时位于不同层的量子点的类型全相同或不全相同。

进一步地，位于同一层的量子点的类型不全相同。

进一步地，微球和纳米球的材质是聚合物或氧化硅。

进一步地，聚合物是聚苯乙烯、聚苯乙烯与聚丙烯酸共聚物、聚苯乙烯与聚甲基丙烯酸共聚物、聚苯乙烯与二乙烯基苯共聚物中的一种。

进一步地，微球和纳米球分别是粒径为0.5～20μm和30～500nm的圆球形结构。

进一步地，量子点的类型由量子点的荧光发射光谱的中心波长限定，即只以量子点的中心发射波长来区分量子点类型。上述的荧光微球和荧光纳米球可以装载一种或一种以上中心发射波长的量子点，从而扩大编码数量；同时还能够通过调节量子点的数量来调整同一中心发射波长的量子点的荧光强度，以进一步扩大编码数量。上述荧光等级所表征的是一个荧光微球或荧光纳米球中，一种中心发射波长的量子点所产生的荧光强度，或一种以上中心发射波长的量子点产生的荧光强度的组合。

进一步地，采用两种或两种以上类型的量子点。

进一步地，两种或两种以上类型的量子点其相邻的荧光发射光谱的中心波长之差的绝对值大于或等于30nm，即各类型的量子点的荧光发射光谱的中心波长间的间隔均要大于或等于30nm。

在本发明的较佳实施例中，两种类型的量子点的荧光发射光谱的中心波长分别是520nm和600nm。

进一步地，量子点可以是包括由II－VI族或III－V族元素组成的纳米颗粒的任一种，本发明优选的量子点是CdSeZnS。进一步地，微球和/或纳米球内包括磁性纳米颗粒，即母球和子球都具有磁性，或母球和子球其中之一具有磁性。

进一步地，磁性纳米颗粒可以是包括铁、钴、镍、铁氧体磁性金属颗粒的任一种。本发明优选地是四氧化三铁纳米颗粒。

进一步地，至少一个纳米球内装载有机荧光染料，即可同时采用经荧光染料标记的子球。

进一步地，荧光染料的荧光发射光谱的中心波长与装载在微球上的量子点的荧光发射光谱的中心波长之差的绝对值大于或等于50nm。本发明优选地是异硫氰酸荧光素。

本发明将组装微球和量子点编码相结合。组装微球在生物检测中灵敏度较非组装微球更高，使其更适用于多重检测，通过量子点进行编码为多重检测提供了必要条件，同时两者的结合还具有以下有益效果：

1、组装微球自身结构的优势可实现母球、子球分别或同时装载量子点，较非组装微球装载量子点能力显著提高，当装载多个种类量子点时，组装微球能够充分发挥出其具有双重物理空间优势，实现多个种类量子点在母球、子球中合理分配，每类量子点装载浓度上限较非组装微球成倍增长，从而可以实现数量巨大的不同荧光强度微球的组合，极大程度提高了荧光载体微球的编码能力。

2、通过母球与子球模块化组装方式实现编码微球的制备，在制备过程中，只需制备具有一定数量装载有不同中心发射波长与不同荧光强度的量子点的母球和子球，然后对母球、子球的灵活组配，即可组装出数量巨大的组装编码微球。由于所需制备的模块母球与子球种类无需太多，且组装工艺较简单、稳定性高，重现性好，易于控制，因此编码微球的批间制备稳定性较好。

3、结合量子点发射光谱的优势，通过母球、子球分别装载不同种类的量子点，减少将不同种类量子点装载在同一微球中荧光光谱相互干扰和荧光能量转移发生的几率，使编码组装微球的分辨度更高。

以下将具体实施例对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明的一种载体颗粒的SEM照片；

图2是本发明的一种编码组合在两色荧光通道上的示意图。

具体实施方式

本发明的载体颗粒的制备主要由母球与子球两个结构单元构成，母球与子球分别通过其各自表面的功能基团间化学共价反应最终组装形成具有类似树莓结构的组装微球，如图1所示，母球与子球结构单元的制备方法分别如下所述(以下实施例中采用两种中心发射波长的量子点，但同样可以采用下述的方法和编码思想，使用两种或两种以上中心发射波长绝对值相差不低于30nm的量子点，或者母球内部或表面装载一种类型量子点，而子球内部装载一种与母球所装载量子点荧光中心发射波长相差不低于50nm的有机荧光染料)：

一、母球结构单元以及制备方法

类型一：

聚合物非荧光微球。即母球可以选用粒径为0.5～20μm，优选为5～6μm的聚合物微球，微球表面具有活性功能基团，功能基团最优为羧基。聚合物微球内部最优是装载有磁性纳米颗粒的微球。

类型二：

内部装载有中心发射波长520nm荧光量子点的聚合物介孔微球。聚合物介孔母球选用孔径为10nm～70nm的聚苯乙烯-二乙烯基苯(PS-DVB)共聚介孔微球，微球粒径为5～6μm。装载在聚合物介孔微球内部的量子点发射光谱中心位置为520nm的绿色荧光，荧光发射强度可以通过调控装载的量子点浓度进行调节，并最终在流式细胞仪上检测可以形成多个荧光强度水平完全独立的编码微球母球。制备此类编码微球母球的基本方法如下：

步骤一：称取3mg孔径为30nm的PS-DVB介孔微球，倒入25mL烧杯中，随后向玻璃瓶中加入9.5mL正丁醇，超声分散。再向正丁醇分散液中加入500μL浓度为7.2uM的发射波长为520nm左右，粒径2.4～2.6nm的疏水性CdSeZnS量子点氯仿分散液，涡旋反应15分钟。反应结束后，立即将反应液离心分离，离心转速10000rpm，离心时间15分钟，弃上清。然后将颗粒重分散于1mL乙醇，涡旋分散，乙醇洗涤3次，最后分散于200ul乙醇，即得QDsPS-DVB聚合物母球。

步骤二：在三口烧瓶中将上述得到的装载有QDs的介孔微球3mg(分散于3.3mL乙醇/水的混合溶液中(95:5)，搅拌加入20微升四乙氧基硅烷后再继续搅拌0.5小时，再加入60微升氨水继续搅拌反应24小时，采用离心分离方式用乙醇洗涤微球3次后分散在乙醇中的得到主发射峰为520nm的绿色荧光的QDsPSsilica微球。

步骤三：将上述步骤二得到的QDsPSsilica微球4mg分散于630微升乙醇/水的混合溶液中(95:5)，搅拌加入50微升甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPS)，继续搅拌0.5小时后加入150微升氨水，调节反应体系PH≈8.0，室温下机械搅拌反应10小时后，然后，采用离心分离方法进行3次的反复醇洗除去过量的改性剂及催化剂，再经过冷冻干燥后得到了改性的QDsPSsilicaMPS微球。

步骤四：改经MPS改性的QDsPSsilicaMPS微球超声分散于0.5mLSt单体中，振荡15分钟，然后在50W超声作用下逐滴滴加到20mL溶解了0.1％十二烷基硫酸钠(SDS)的水溶液中，形成的乳液在室温下磁力搅拌通30分钟氮气，加入溶解于少量水中的引发剂过硫酸钾5mg，将反应装置移入70℃水浴中，反应开始计时，继续通氮气30分钟，加冷凝回流装置，以200rpm转速机械搅拌，聚合进行2.5小时后，再向反应体系中加入0.5mL丙烯酸单体，继续70度反应5小时结束，室温搅拌冷却，得到表面为羧基的QDsPSsilicaMPSPS-PAA微球。

在步骤一调整所添加的量子点氯仿分散液的浓度，即可以分别制备具有得到多种荧光强度的QDsPSsilicaMPSPS-PAA编码母球。

在步骤三、四中，不局限先用MPS进行表面接枝改性再进行丙烯酸聚合而制备得到QDsPSsilicaMPSPS-PAA微球。也可以在第二步得到的QDsPSsilica微球表面接枝改性氨丙基三甲氧基硅烷(APTMS)或者氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)得到QDsPSsilicaAPS，然后再将其表面化学接枝聚丙烯酸聚合物而最终的得到具有多种荧光强度的QDsPSsilicaAPTMSPS-PAA编码母球。

类型三：

内部装载有中心发射波长600nm荧光量子点的聚合物介孔微球。聚合物母球可以选用孔径为10～70nm的聚苯乙烯-二乙烯基苯(PS-DVB)共聚介孔微球，微球粒径为5～6μm。装载在聚合物介孔微球内部的量子点发射光谱中心位置为600nm的红色荧光，荧光发射强度可以通过调控装载的量子点浓度进行调节，并最终在流式细胞仪上检测可以形成多个荧光强度水平完全独立的编码微球母球。

制备此类编码微球母球的基本方法与制备类型二微球的方法一致，所不同的是在介孔聚合物微球内部添加的量子点发射光谱中心位置为600nm的红色量子点，如中心发射波长为600nm，粒径为4.7～5.2nm的CdSeZnS纳米晶。

同样，要得到多个荧光强度完全独立的编码微球，可通过在步骤一调整所添加的量子点氯仿分散液的浓度予以实现。

类型四：

内部共同装载两种中心发射波长分别为520nm与600nm的量子点的聚合物介孔微球。聚合物母球可以选用孔径为10～70nm的聚苯乙烯-二乙烯基苯(PS-DVB)共聚介孔微球，微球粒径为5～6μm。装载在聚合物介孔微球内部的两种量子点(如粒径分别为2.5nm和5.0nm左右的CdSeZnS纳米晶)的含量可以通过调控装载的量子点浓度进行调节，且两种荧光发射光谱在流式细胞仪上检测分别可以形成多个荧光强度水平完全独立。

类型五：

表面装载有量子点的聚合物介孔微球。制备方法可以参考子球类型二所述的方法。

以上制备母球的聚合物微球材质也可以是聚苯乙烯、聚苯乙烯与聚丙烯酸共聚物、聚苯乙烯与聚甲基丙烯酸共聚物中的一种，功能基团也可以是巯基、羟基中的一种。

二、子球结构单元以及制备方法

类型一：

表面修饰有氨基或羧基的非荧光氧化硅或聚合物微球。微球粒径30～500nm，最优为200nm。

类型二：

表面组装有中心发射波长为520nm荧光量子点的氧化硅微球。氧化硅微球粒径最优为200nm，且表面修饰有功能基团，优选氨基或羧基，氧化硅微球表面组装的量子点可以是粒径为2.4～2.6nm的CdSeZnS纳米晶。类型二子球的基本制备方法如下：

步骤一：参考文献【Nie，JACS，2008,130,11278-11279】制备得到表面修饰有羧基，中心发射波长为520nm左右的亲水性量子点，如CdSeZnS纳米晶，也可以是发射相同波长荧光的其他量子点晶体

步骤二：采用方法【Werner，JournalofColloidandInterfaceScience，1968：P62-69】制备得到200nm的氧化硅颗粒，其次采用层层自组装方法【Gu，ChemCommun.,2009,2329-2331】制备得到表面修饰有聚阴离子电解质与聚阳离子电解质三层交替组装(PE3)在氧化硅表面，并带有正电荷的氧化硅颗粒(SilicaPE3)，然后再将步骤一得到的表面羧基修饰的CdSeZnS量子点在SilicaPE3表面进行静电吸附组装得到发射有520nm荧光的SilicaPE3QDs子球。具体制备方法如下(制备过程全程避光)：

首先，11mg氧化硅颗粒(粒径为200nm)的乙醇分散液离心弃上清。其次加入200μL超纯水超声分散并离心后弃上清，氧化硅颗粒重分散于3.6mL聚阳离子电解质(PDADMAC)溶液(2mg/mL)，混合吸附20分钟，离心分离弃上清。离心所得固体颗粒重分散于1mL超纯水，水洗3次，获得SilicaPDADMAC固体颗粒，将其分散于4mL超纯水。接下来两层(聚阴离子电解质PSS与聚阳离子电解质PDADMAC)的沉积过程与上述沉积PDADMAC的方法完全一致，最终获得SilicaPDADMACPSSPDADMAC(SilicaPE3)固体颗粒，并将其分散于2mL超纯水中待用。再次，取1mL上述SilicaPE3颗粒的水分散液，离心弃上清后再加入1mL50mM氯化钠水溶液，超声分散，离心弃上清后将所得固体颗粒重分散于450μL50mM氯化钠水溶液，同时加入50μL步骤一制备得到的表面羧基修饰的量子点(浓度为8μM)，混合吸附2小时。吸附完毕，混合液离心弃上清，离心所得固体颗粒重分散于1mL超纯水中，水洗3次，离心所得固体颗粒即为中心发射波长为520nm的SilicaPE3QDs荧光颗粒，将上述荧光氧化硅颗粒分散于1mL超纯水备用。最后，向上述制备得到的SilicaPE3QDs荧光颗粒分散液中加入1mL硅酸钠水溶液(2.58mg/mL，pH11.9)和1mL超纯水，进行表面包袱氧化硅壳层，25度反应48h后离心弃上清，离心所得固体颗粒(SilicaPE3QDsSilica)重分散于1mL超纯水，水洗3次，乙醇洗1次，最后将该固体颗粒分散于1mL乙醇，加入5μLγ-氨丙基三甲氧基硅烷(APTMS)吸附30分钟后，再加入15μL氨水，继续反应24小时。反应完毕后，离心弃上清，离心所得固体颗粒重分散于1mL超纯水，水洗3次，离心所得固体颗粒即为表面有氨基修饰，中心发射波长为520nm的silicaPE3QDsSilica荧光子球。

上述荧光子球可以采用氧化硅微球，但不局限于氧化硅微球，表面羧基修饰或氨基修饰的聚合物微球亦可作为量子点组装的模板微球。

上述荧光子球的荧光强度可以通过在氧化硅颗粒表面多层组装量子点来实现，即在上述制备得到的SilicaPE3QDs荧光子球(未包硅)的表面，再采用聚阳离子电解质PDADMAC在其表面进行静电组装，然后再采用上述相同的方法组装另一层QDs，最终得到组装有两层QDs颗粒的荧光子球，即SilicaPE3QDsQDs。如此类推，可以实现多层QDs的可控组装。

类型三：

表面组装有中心发射波长为600nm荧光量子点的氧化硅微球。氧化硅微球粒径最优为200nm，且表面修饰有功能基团，功能基团优选氨基或羧基，氧化硅微球表面组装的量子点可以是粒径为4.7～5.2nm的CdSeZnS纳米晶，也可以是发射相同波长荧光的其他量子点晶体。类型三子球的具体制备方法与类型二子球的制备方法一致，所不同的是表面组装的羧基量子点为中心发射波长600nm的纳米晶，进而最终得到的荧光子球的中心发射波长为600nm。

同样，类型三的荧光子球可以采用氧化硅微球，但不局限于氧化硅微球，表面羧基修饰或氨基修饰的聚合物微球亦可作为量子点组装的模板微球。

同样，上述荧光子球的荧光强度可以通过在氧化硅颗粒表面多层组装量子点来实现，即在上述制备得到的SilicaPE3QDs荧光子球(未包硅)的表面，再采用聚阳离子电解质PDADMAC在其表面进行静电组装，然后再采用上述相同的方法组装另一层QDs，最终得到组装有两层QDs颗粒的荧光子球，即SilicaPE3QDsQDs。如此类推，可以实现多层QDs的可控组装。

类型四：

子球表面共组装有中心发射波长分别为520nm与600nm两种荧光量子点的氧化硅微球。氧化硅微球粒径最优为200nm，且表面修饰有功能基团，功能基团优选氨基或羧基，氧化硅微球表面组装的量子点可以为中心发射波长为520nm与600nm的荧光量子点通过层层组装方式实现两种量子点的共组装，层层组装方法与类型二，三所述的在氧化硅子球表面组装第二层量子点的方法相同。如此类推，可以在氧化硅子球表面实现多层量子点的可控组装。

类型五：

内部共价掺杂有异硫氰酸荧光素(FITC)，表面氨基修饰的氧化硅微球。氧化硅微球粒径优选为200nm。具体荧光子球的制备方法如下：

步骤一：将5.25mgFITC超声溶解于1mL无水乙醇，300rpm磁力搅拌并加入73μLγ-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)，避光反应12小时得到FITC-APS溶液；

步骤二：取50mL平底烧瓶，依次加入24.7mL无水乙醇、1.6mL超纯水、1.4mL25％氨水，500rpm磁力搅拌并加入所述FITC-APS溶液50μL、TEOS2.0mL，避光反应24小时，反应结束后离心弃上清并将沉淀重分散于20mL水中，得到FITC-CORE分散液；

步骤三：将12mL25％氨水稀释于68mL超纯水配成反应液A；取250mL烧瓶，依次加入98.72mL无水乙醇、步骤二得到的FITC-CORE分散液20mL、所述反应液A和1.28mLTEOS，40℃水浴避光反应2小时，反应结束后离心弃上清，并用超纯水洗涤所得到的荧光颗粒两次，最后将颗粒分散于10mL超纯水，得到内部共价掺杂有FITC的FITC-Silica荧光颗粒分散液；

步骤四：取100mL平底烧瓶，依次加入95mL无水乙醇、150mg的步骤三得到FITC-Silica荧光颗粒、4mL25％氨水，500rpm磁力搅拌，再加入1mLAPTES，避光过夜反应15小时，反应结束后离心弃上清，并用无水乙醇离心洗涤两次，最后将得到的荧光颗粒分散于10mL无水乙醇中，得到表面修饰有氨基的FITC--Silica纳米荧光子球，该子球的荧光中心发射波长在515nm～525nm。

通过调节FTIC—APS的添加量，可以得到多种独立荧光强度的荧光子球。

类型六：

内部装载有量子点的荧光子球。采用参考文献[J.Mater.Chem.,2011,21,12520]制备得到内部装载有QDs的荧光子球。具体制备方法如下：

选用中心发射波长为520nm的，表面包袱有TOPO的CdSeZnS量子点，将其分散于氯仿中形成0.8μM的悬浮液备用，选用10mg粒径为200nm的聚合物微球，将微球分散于4ml十六烷中，加入上述QDs/氯仿分散液500μL，通氮情况下缓慢升温至70度，保温反应1小时，然后再逐渐升温至180度，待体系中无回流现象后将反应体系骤然降温，离心后用乙醇洗涤得到的内部装载有QDs的荧光子球三次，并将得到的荧光子球保存在1ml乙醇中备用。

上述荧光子球的荧光强度可以通过改变添加的QDs/氯仿分散液的体积进行调节。以上制备类型六子球的方法不局限于[J.Mater.Chem.,2011,21,12520]所述的方法，可以采用模板法[Langmuir2006,22,5604-5610]等方法进行制备，或者原位聚合法。所用的子球可以是聚合物，也可以是氧化硅子球。

以上制备子球的聚合物纳米球材质也可以是聚苯乙烯、聚苯乙烯与聚丙烯酸共聚物、聚苯乙烯与聚甲基丙烯酸共聚物中的一种，功能基团也可以是巯基、羟基中的一种。

三、母球与子球的组装方法

方法一：

母球表面共价组装单层子球。所述的母球可以为上述母球结构单元中的任意一种类型的母球，所述的子球也可以是上述子球结构单元中的任意一种类型子球。具体的共价组装方法如下：

首先取所述母球结构单元中的任意一类母球3mg，母球表面为羧基功能基团，用25mM氯化钠溶液洗涤2-4次后重分散于300μL25mM氯化钠溶液，得到母球分散液；取所述的子球结构单元中的任意一类子球8mg，分散于300μL25mM氯化钠溶液得到子球分散液；一边超声一边将母球分散液逐滴滴入子球分散液中，随后在混匀仪上旋转反应30分钟；旋转反应结束后向反应体系中加入由EDC/NHS各10mg溶于25mM氯化钠溶液得到的反应液，继续在混匀仪上旋转反应3小时；反应结束后进行离心分离，将剩余未组装到母球表面的子球洗涤除去，并依次用水、1:1醋酸和无水乙醇洗涤产物各两次，最终得到编码微球，并将编码微球分散于500μL无水乙醇中备用。

方法二：

母球表面共价组装两种类型的子球。所述的母球可以为上述母球结构单元中的任意一种类型的母球，所述的子球也可以是上述子球结构单元中的任意两种类型子球。具体的共价组装方法如类型一所述，所不同的是所选用的两种类型子球的比例可以根据编码发射光谱(中心发射波长)与荧光强度需求进行调节。

四、母球与子球组合的实施例：

实施例1：

母球编码荧光微球的制备。选用第四类型且表面为氨基的母球，即内部共同装载两种中心发射波长分别为520nm与600nm的量子点的聚合物介孔微球。选用第一类型子球，即表面修饰有羧基的非荧光氧化硅或聚合物微球。母球与子球通过组装方法一实现共价组装，得到表面为羧基的编码荧光组装微球。

通过此种组合，调控类型四母球中两种量子点的装载量，分别使每种量子点装载量实现5种独立的荧光强度，最终可以实现25重荧光编码微球的制备。

实施例2：

绿色荧光母球与橙色荧光子球联合编码微球制备。选用第二类型且表面为氨基的母球，选用第三类型表面修饰有羧基的子球。母球与子球通过组装方法一实现共价组装，得到表面为羧基的联合编码荧光组装微球。

通过此种组合，调控类型二母球中荧光量子点装载量，实现2～10种独立荧光强度；调控第三类荧光子球的组装层数，可以实现1～3种独立荧光强度，最终最多可以实现30重荧光编码微球的制备。

如图2所示是15重荧光编码微球在两色荧光通道上的分布示意图，图中横轴与竖轴分别表示520nm和600nm的荧光信号，随箭头方向，荧光强度递增。横轴中数字1～5与竖轴中数字1～3分别表示520nm和600nm量子点由装载量的梯度设置所实现的5种独立的荧光强度，从而形成了5种荧光强度的母球和3种荧光强度的子球，交叉组合形成了15重荧光编码微球，图中共15个封闭曲线示意了每重荧光编码微球的荧光信号分布区间。

实施例3：

橙色荧光母球与绿色荧光子球联合编码微球制备。选用第三类型且表面为羧基的母球，选用第二类型或第六类型表面修饰有氨基的子球。母球与子球通过组装方法一实现共价组装，得到表面为氨基的联合编码荧光组装微球。

通过此种组合，调控类型三母球中荧光量子点装载量，实现2～10种独立荧光强度；调控第二类荧光子球的组装层数，可以实现1～3种独立荧光强度，最终最多可以实现30重荧光编码微球的制备。

实施例4：

非荧光母球与绿色荧光子球联合编码微球制备。选用第一类型且表面为氨基的母球，选用第二类型与第一类型且表面为羧基修饰的两种荧光子球。母球与子球通过组装方法二实现共价组装，得到表面为羧基的联合编码荧光组装微球。

通过此种组合，调控类型二荧光子球表面量子点的组装层数以及与类型一氧化硅子球的比例，实现10重荧光编码微球的制备。

实施例5：

非荧光母球与橙色荧光子球联合编码微球制备。选用第一类型且表面为氨基的母球，选用第三类型与第一类型且表面为羧基修饰的荧光子球。母球与子球通过组装方法二实现共价组装，得到表面为羧基的联合编码荧光组装微球。

通过此种组合，调控类型三荧光子球表面量子点的组装层数以及与类型一氧化硅子球的比例，实现10重荧光编码微球的制备。

实施例6：

非荧光母球与绿色荧光子球联合编码微球制备。选用第三类型且表面为氨基的母球，选用第五类型与第一类型且表面为羧基修饰的两种荧光子球。母球与子球通过组装方法二实现共价组装，得到表面为羧基的联合编码荧光组装微球。

通过此种组合，调控类型五荧光子球表面量子点的组装层数以及与类型一氧化硅子球的比例，实现6重荧光编码微球的制备。

实施例7：

非荧光母球与绿色/橙色双荧光子球联合编码微球制备。选用第一类型且表面氨基的母球，选用第四类型表面为羧基的子球。母球与子球通过组装方法一实现共价组装，得到表面为羧基的联合编码荧光组装微球。

通过此种组合，采用具有不同荧光强度配比的荧光子球，实现4重编码微球的制备。

本发明所述的母球与子球联合组装编码方法不仅仅局限于上述实施例所列，可以根据编码需要进行任意组合。

实施例8：

三色荧光母球与子球联合编码微球。为了提高编码能力，还可以在非荧光母球内部再进行第三种荧光发射光谱量子点的装载(如中心发射波长为670nm的CdSeZnS)，并可以调节所装载的量子点的含量，首先实现2～10种独立荧光强度的第二种类型母球的制备。然后再采用实施例2、3、6所述方法分别与发射绿色与橙色的荧光子球进行联合编码得到60重编码微球；也可以与类型一非荧光子球进行联合编码得到10重编码微球；亦可以采用实施例7所述的方法与发射绿色与橙色的荧光子球共同进行编码得到40重编码微球，总计可以得到独立的110重编码微球。

同样可以通过上述的方法，进一步采用2种以上的不同中心发射波长的量子点进行组装微球编码。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种载体颗粒，其特征在于，包括母球、位于所述母球表面的子球；所述母球和/或至少一个所述子球包括至少一种类型的量子点。

2.如权利要求1所述的载体颗粒，其特征在于，所述母球包括的所述量子点与所述子球包括的所述量子点的类型不同。

3.如权利要求1所述的载体颗粒，其特征在于，所述子球包被在所述母球的表面。

4.如权利要求1所述的载体颗粒，其特征在于，所述子球包括纳米球，所述量子点装载在所述纳米球的表面或内部。

5.如权利要求1所述的载体颗粒，其特征在于，所述母球包括微球，所述量子点装载在所述微球内或表面。

6.如权利要求1所述的载体颗粒，其特征在于，所述量子点的类型由所述量子点的荧光发射光谱的中心波长限定。

7.一种制备载体颗粒的方法，其特征在于，在微球上连接至少一个纳米球，所述微球和/或所述纳米球上装载至少一种类型的量子点。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在所述微球上装载所述量子点，形成荧光微球；

(2)在所述纳米球上装载所述量子点，形成荧光纳米球；

(3)连接所述荧光微球和所述荧光纳米球、或连接所述微球和所述荧光纳米球、或连接所述荧光微球和所述纳米球，从而形成所述载体颗粒；

所述步骤(1)和所述步骤(2)顺序不分先后。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述荧光微球和所述荧光纳米球分别至少包括一种类型的所述量子点，并且由所述量子点的类型分别限定了多种类型的所述荧光微球和所述荧光纳米球。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，同一类型的所述荧光微球和所述荧光纳米球，分别由其所装载的所述量子点的数量分别限定了多种荧光等级的所述荧光微球和所述荧光纳米球。