CN111205854A - 一种包埋量子点的高分子荧光复合微球及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于生物医药技术领域，涉及一种高分子荧光复合微球及其制备方法和应用，具体涉及一种可稳定分散于水相、内含油溶性的量子点的高分子复合微球及其制备方法和应用。本方案的含量子点的微球使用两亲性聚芳醚嵌段共聚物作为量子点载体，提高了量子点以及微球整体的稳定性，减少了量子点泄露的风险，为实现量子点在生物医学领域的广泛应用创造了条件。本方案的微球可以应用于巨噬细胞荧光成像中，更为直观和科学地动态评价巨噬细胞的吞噬能力和过程。

Description

一种包埋量子点的高分子荧光复合微球及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于生物医药技术领域，涉及一种微球及其制备方法和应用，具体涉及一种包埋量子点的高分子荧光复合微球及其制备方法与应用。
背景技术
量子点(Quantum Dot,QD)也称为半导体纳米晶，是一类具有宽激发光谱、窄而对称的发射光谱和高量子产率的荧光纳米材料，具有抗光漂白性及荧光寿命长的优点及丰富的光电性质，因此在荧光成像、高通量液相芯片及光电生化分析等领域具有独特的优势。但是由于高质量的荧光量子点通常为油溶性且含有重金属元素，其水分散性和生物相容性较差。因此，需要对量子点表面进行修饰，在保持其优异性能的基础上，增加其水分散性和生物相容性，进而实现量子点在水环境及生物体系应用。
现有技术中，通常使用聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚丁二烯和二氧化硅等有机或无机材料作为载体制备微球，并将大量量子点包载或吸附到微球内部或表面。上述技术手段既能提高单个微球的荧光强度，同时能提高量子点的稳定性(如抗光漂白性，热稳定性，化学稳定性等)。此外，在微球表面修饰生物基官能团或者聚电解质后，可与生物大分子通过共价键、静电、氢键等相互作用结合，包载量子点的微球广泛应用于生物各领域。但是，使用现有技术中的载体材料对量子点进行封装，具有包埋容量(包封量)低、易聚集(导致量子点荧光淬灭)、生物功能化过程复杂、荧光微球稳定性差和量子点易泄漏等缺陷，因此筛选新型的载体材料，开发稳定性及生物相容性更高、且更易生物功能化的含量子点荧光的微球，对实现量子点在生物医学领域的广泛应用十分必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种含量子点的微球，该微球使用了新型的载体材料封装量子点，提高了包埋量子点的微球整体的稳定性，减少了量子点泄露的风险。
为解决上述技术问题，本发明技术方案如下：
一种包埋量子点的高分子荧光复合微球，使用两亲性聚芳醚嵌段共聚物作为油溶性的量子点的载体。
采用上述技术方案，技术原理如下：两亲性聚芳醚嵌段共聚物(amphiphilicpolyarylene ethers block copolymer,amPAE BCP)是一类主链含有刚性苯环与柔性芳醚键的刚柔两亲的高分子材料。发明人通过对大量载体材料进行筛选，发现使用amPAE BCP作为量子点载体，可以显著提高微球中的量子点(QD)包埋的长期稳定性。amPAE BCP可自组装形成微球，并将量子点包埋在微球的内部，微球的表面无量子点的附着，即该微球包括amPAE BCP形成的外壳以及油溶性的量子点形成的核心，避免了量子点与生物体系直接接触，从而增加了量子点在生物系统中的稳定性和生物相容性。
有益效果：
(1)本方案的荧光微球克服了现有技术中含QD的荧光微球稳定性差等缺陷。现有技术中，用于封装QD的载体材料包括无机材料和有机材料，上述材料包载量子点形成的荧光微球均在热稳定性、长期荧光稳定性等方面存在一定缺陷，并且其生物功能化的过程复杂，限制了现有技术中的含QD的荧光微球的应用。
相对于现有技术常用的包裹量子点的无机材料SiO2，amPAE BCP具有不输于SiO2的生物相容性。另外，使用amPAE BCP作为包裹材料，可通过分子设计及组装条件优化等对微球尺寸、微观形貌及表面官能团分布等进行灵活调整。相比之下，使用SiO2作为量子点的包裹材料，对荧光微球的合成过程进行调控的难度较大，且合成过程相对复杂，并且制备过程中使用到的一些溶剂容易引起量子点荧光淬灭。现有技术常用的包裹量子点的有机材料包括聚苯乙烯或者各类柔性链共聚物等，上述材料包载QD形成的复合微球均存在热稳定性和酸碱稳定性均较差的问题。例如，将聚苯乙烯包裹QD形成的微球进行高温高压灭菌(常规高温高压灭菌的条件为：120℃、0.12MPa蒸汽灭菌1h)，该微球在经过高压灭菌消除处理后，微球结构被破坏，出现荧光淬灭的现象。而使用amPAE BCP包载QD获得的微球经过上述条件的灭菌处理(120℃、0.12MPa蒸汽灭菌1h)之后，微球的形貌及荧光强度均维持稳定，，说明该荧光微球性质稳定，量子点不易泄露。再例如，柔性链共聚物胶束负载QD形成的复合微球在碱性或酸性过强的情况下，微球的稳定性变差，导致其荧光强度急剧下降。而amPAE BCP包载QD获得的微球在pH为1-14的超宽范围内，该微球荧光强度保持率仍然高于80％，说明该荧光微球性质稳定，量子点不易泄露。
综上所述，发明人对众多包裹材料进行实验筛选后发现：以amPAE BCP为载体包埋QD制备的荧光微球经过高压灭菌锅消毒后荧光性能仍得以保持，并可实现含QD的微球在酸碱性生物环境中的成像应用。发明人进而分析了amPAE BCP包载QD获得的微球在稳定性上超过现有技术的含量子点的微球的原因：由于amPAE BCP具有刚性苯环与柔性芳醚键的分子结构，该结构优势在对QD进行封装的过程中，可增强载体材料与QD表面非极性配体的疏水相互作用。amPAE BCP与量子点相互作用不但提高了微球的整体稳定性，使得荧光微球的热稳定性增加，amPAE BCP还可以同时引入氢键相互作用、π-π相互作用和库仑相互作用等多重作用力稳定内部包埋的量子点的荧光性能，使得该荧光微球的酸碱稳定性增强，进一步提高了微球中QD的包埋长期稳定性。
(2)amPAE BCP具有易于自组装特性，由amPAE BCP自组装形成的微球具有尺寸可调节的特点，可用于制备不同尺寸的含QD的微球以适应于不同需求以及应用场景。amPAEBCP具有机械强度高、溶解性好(是一种两亲性高分子)和生物毒性低等优点，由amPAE BCP制备的含QD的荧光微球具有结构稳定以及荧光信号稳定和生物相容性好的优点。
进一步，所述两亲性聚芳醚嵌段共聚物的结构式为：
Figure BDA0002392631970000031
其中，Ar选自
Figure BDA0002392631970000032
中的一种取代基团。
采用上述技术方案，上述两亲性聚芳醚嵌段共聚物的主链含有刚性苯环与柔性芳醚键，为刚柔两亲的高分子材料。
进一步，所述量子点为CdSe、CdTe、ZnSe、CdSe@CdS、CdSe@ZnS和CdTe@CdSe中的一种。
采用上述技术方案，上述量子点均为现有技术中常用的量子点，性质稳定且易于获取。其中，CdSe为硒化镉量子点；CdTe为锑化镉量子点；ZnSe为硒化锌量子点；CdSe@CdS表示硒化镉-硫化镉量子点，CdS作为外壳、CdSe作为核心的核壳型量子点；CdSe@ZnS表示硒化镉-硫化锌量子点，ZnS作为外壳、CdSe作为核心的核壳型量子点；CdTe@CdSe表示锑化镉-硒化镉量子点，CdSe作为外壳、CdTe作为核心的核壳型量子点。
进一步，所述微球的粒径范围为0.2-1.5μm。
采用上述技术方案，使用amPAE BCP包裹量子点制备荧光微球，可获得粒径为0.2-1.5μm的适合于生物系统传递、转运和吞噬的微球。其中，粒径为0.4-0.8μm的微球更适合于巨噬细胞吞噬。
进一步，量子点和两亲性聚芳醚嵌段共聚物的质量比为(0.15-0.3)：(0.5-5)。
采用上述技术方案，两亲性聚芳醚嵌段共聚物可对量子点进行充分的包封，保证了微球中载足够量的量子点，在保持荧光复合微球荧光强度的同时避免了量子点的泄露。
进一步，将表面活性剂分散于水中获得水相；将量子点和两亲性聚芳醚嵌段共聚物分散于混合溶剂中获得油相，所述混合溶剂由亲水溶剂和亲油溶剂混合形成；将油相注入水相形成水包油型乳液，然后除去所述亲油溶剂，获得含微球的乳液。
采用上述技术方案，采用含侧链羧基的amPAE BCP为载体，通过乳液溶剂挥发法对QD进行封装，可获得尺寸可调的荧光微球。乳液中的微球即为包埋量子点的高分子荧光复合微球。
进一步，水相和油相体积比为(20-10)：1。
采用上述技术方案，采用上述比例可以获得包埋容量高且稳定性好的含QD的微球。如果油相过多amPAE BCP的自组装过程缺少必要的表面活性剂；如果水相过多，微球产量过低。
进一步，所述表面活性剂在水相中的浓度为0.5g/L-6g/L，所述表面活性剂为离子型表面活性剂。
采用上述技术方案，采用上述种类和用量的表面活性剂，可促进amPAE BCP对QD的包封和自组装。其中，离子型表面活性剂包括十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠和十六烷基三甲基溴化铵中的一种物质或一种以上的物质组成的混合物。
进一步，所述亲水溶剂为二甲基甲酰胺、四氢呋喃和二甲基亚砜中的一种物质或一种以上的物质组成的混合物，所述亲油溶剂为二氯甲烷和氯仿中的一种物质或两种物质组成的混合物。
采用上述技术方案，使用混合溶剂分散量子点和amPAE BCP，可促进amPAE BCP的自组装和对量子点的包裹过程。
进一步，一种包埋量子点的高分子荧光复合微球在巨噬细胞荧光成像中的应用。
采用上述技术方案，巨噬细胞(Macrophage，MP)是机体天然免疫的主要免疫细胞，吞噬率则直接反映巨噬细胞的吞噬功能。传统的吞噬评价一般采用的是巨噬细胞吞噬鸡红细胞，绿脓杆菌或者酵母菌，生物制品往往具有不易长久保存，不易长途运输，标记荧光困难等特点。而通过荧光微球代替鸡红细胞，绿脓杆菌或者酵母菌，不仅操作简单，重复性高，还可以结合流式细胞术或荧光显微镜技术进行定量评价，具有分析速度快，特异性强等优点。巨噬细胞吞噬荧光微珠后，其荧光信号能可迅速被流式细胞仪检测到，具有荧光信号的巨噬细胞即可被视为出现吞噬现象，快速而准确。而且通过荧光显微镜的动态图像也能更直观的、科学的动态评价巨噬细胞的吞噬能力和过程。
附图说明
图1为实施例1制备的微球的荧光发射光谱；
图2为实施例1制备的微球的微观形貌；
图3为实施例2制备的微球的荧光发射光谱；
图4为实施例2制备的微球的微观形貌；
图5为实验例1的吞噬微球后的小鼠腹腔细胞FSC-SSC二维散点图；
图6为实验例1的吞噬微球后的小鼠腹腔细胞FITC-APC二维散点图；
图7为实验例1的吞噬微球后的小鼠腹腔巨噬细胞BV605二维散点图；
图8为实验例2荧光显微镜下吞噬不同数目荧光微球的巨噬细胞观察结果；
图9为实验例3荧光显微镜下吞噬微球的C57小鼠腹腔巨噬细胞观察结果；
图10为实验例3荧光显微镜下吞噬微球的NOD小鼠腹腔巨噬细胞观察结果；
图11为实验例4注射PIPC 4h后吞噬微球的小鼠腹腔细胞FSC-SSC二维散点图(体外实验)；
图12为实验例4注射PIPC 4h后吞噬微球的小鼠腹腔细胞FITC-APC二维散点图(体外实验)；
图13为实验例4注射PIPC 4h后吞噬微球的小鼠腹腔巨噬细胞BV605二维散点图(体外实验)；
图14为实验例4未注射PIPC 4h后吞噬微球的小鼠腹腔细胞FSC-SSC二维散点图(体外实验)；
图15为实验例4未注射PIPC 4h后吞噬微球的小鼠腹腔细胞FITC-APC二维散点图(体外实验)；
图16为实验例4未注射PIPC 4h后吞噬微球的小鼠腹腔巨噬细胞BV605二维散点图(体外实验)；
图17为实验例4注射PIPC 4h后吞噬微球的小鼠腹腔细胞FSC-SSC二维散点图(体内实验)；
图18为实验例4注射PIPC 4h后吞噬微球的小鼠腹腔细胞FITC-APC二维散点图(体内实验)；
图19为实验例4注射PIPC 4h后吞噬微球的小鼠腹腔巨噬细胞BV605二维散点图(体内实验)；
图20为实验例4未注射PIPC 4h后吞噬微球的小鼠腹腔细胞FSC-SSC二维散点图(体内实验)；
图21为实验例4未注射PIPC 4h后吞噬微球的小鼠腹腔细胞FITC-APC二维散点图(体内实验)；
图22为实验例4未注射PIPC 4h后吞噬微球的小鼠腹腔巨噬细胞BV605二维散点图(体内实验)；
图23为实验例5的消毒处理后的荧光微球的发射光谱；
图24为实验例5的消毒处理后的荧光微球的微观形态；
图25为实验例6的不同酸碱度下的荧光微球的荧光强度保持率。
具体实施方式
实施例1：
包埋量子点的高分子荧光复合微球的制备方案为：将油相注入至水相中直至形成均相乳液(水相和油相体积比为20：1-10：1)，随后缓慢挥发溶剂得到含QD的微球乳液，通过多次纯水离心洗涤，将微球分散在纯水中，获得微球水溶液。其中，油相中含有油溶性QD(油溶性QD可按照需求选择不同含量、不同种类以及不同发射波长，油溶性QD为现有技术中已知物质)、amPAE BCP、0.5-5mL混合溶剂(混合溶剂包括DMF、THF、DMSO等亲水溶剂，以及二氯甲烷、氯仿等亲油溶剂，亲水溶剂和亲油溶剂的比例为1:19-8:12)，量子点(油溶性QD)和两亲性聚芳醚嵌段共聚物的质量比为(0.15-0.3)：(0.5-5)。水相为表面活性剂(如十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵等)的水溶液(表面活性剂的浓度为0.5g/L-6g/L)。按照本方案的制备方法可以获得粒径范围为0.2-1.5μm的微球，该范围是适合于巨噬细胞吞噬的粒径范围，过大或者过小都不能获得理想的吞噬效果。可使用的量子点(油溶性QD，在本发明中使用的QD均为油溶性QD)为：CdSe、CdTe、ZnSe、CdSe@CdS、CdSe@ZnS和CdTe@CdSe中的一种，上述量子点均为现有技术中常用的油溶性量子点。amPAE BCP的结构式为：
Figure BDA0002392631970000071
其中，Ar选自
Figure BDA0002392631970000072
中的一种取代基团；取代基团左侧和右侧的短实线表示该取代基团连接到本两亲性聚芳醚嵌段共聚物上的共价键。m和n范围分别为：50-80和80-120。
在本实施例中，油相的具体组成为油溶性QD0.6mg(为绿色荧光QD，CdSe@ZnS，尺寸为：3nm，购自武汉珈源量子点技术开发有限责任公司，货号：Q1525)、amPAE BCP 10mg(为实验室合成，重均分子量99K Da，分子量分布1.97)和混合溶剂2.5ml。混合溶剂中包括DMF(亲水溶剂)和二氯甲烷(亲油溶剂)，两者的比例为8:12。在本实施例中，水相的表面活性剂具体为十二烷基苯磺酸钠的水溶液，十二烷基苯磺酸钠的浓度为3.5g/L。将5ml油相注入至50ml水相中直至形成均相乳液(水包油型乳液)，随后缓慢挥发溶剂得到含QD的微球乳液，通过多次纯水离心洗涤，然后将微球分散在纯水中，获得微球水溶液。制备好的含QD的微球分散在纯水中置于4℃冰箱保存。本实施例制备的含QD的微球的发射光谱如图1所示，微观形貌如图2所示。本实施例中制备的微球粒径为：0.5±0.05μm。
在本实施例中，Ar具体选自取代基团：
Figure BDA0002392631970000081
实施例2：
本实施例基本同实施例1，不同点在于，使用红色荧光QD(CdSe@ZnS，尺寸为：5nm，购自武汉珈源量子点技术开发有限责任公司，货号：Q1625)代替绿色荧光QD，制备过程中将5ml油相注入至100ml水相中。油相的具体组成为油溶性QD 0.3mg、amPAE BCP 1mg和混合溶剂5ml。混合溶剂中包括DMSO(亲水溶剂)和氯仿(亲油溶剂)，两者的比例为1:19。水相的具体为十二烷基硫酸钠的水溶液，十二烷基硫酸钠的浓度为6g/L。本实施例制备的含QD的微球的发射光谱如图3所示，微观形貌如图4所示。本实施例中制备的微球粒径为：0.4±0.05μm。
在本实施例中，amPAE BCP为实验室合成，重均分子量70K Da，分子量分布1.7。
Ar具体选自取代基团：
Figure BDA0002392631970000082
实施例3
本实施例基本同实施例1，不同点在于，制备过程中将1ml油相注入至15ml水相中。油相的具体组成为油溶性QD 0.15mg、amPAE BCP 5mg和混合溶剂0.5ml。混合溶剂中包括THF(亲水溶剂)和氯仿(亲油溶剂)，两者的比例为4:12。水相的具体为十六烷基三甲基溴化铵的水溶液，十二烷基硫酸钠的浓度为0.5g/L。
实验例1：小鼠腹腔巨噬细胞吞噬功能检测(体外实验)
(1)微球预处理：临用前，超声5min或剧烈涡旋处理含微球的水溶液(微球为实施例1中制备)。
(2)制备腹腔巨噬细胞：实验前三天每只C57小鼠腹腔注射1ml肉汤。实验当天颈椎脱臼处死小鼠，用8ml 1640培养基腹腔注射(分两次注射，每次4ml)轻柔腹部，充分洗出巨噬细胞至15ml BD管中(400g，离心5min)。加入2ml裂红液，裂红计数(400g，离心5min)，用1640培养基重悬细胞，调整腹腔细胞浓度到1×106个/ml。
(3)吞噬实验：向每管EP中分别加入1ml巨噬细胞与20ul微球(微球浓度为1mg/ml)，取1管作对照，不加微球，放孵箱中孵育30min。30min中后取出EP管，离心，PBS洗一遍，400g,5min离心。加CD11b-APC和F480-FITC两个抗体(用以区分巨噬细胞，空白对照不加抗体)，常温染色15min。
(4)流式检测：收集的细胞经FSC和SSC在二维Dot-plot图中圈出细胞群落,然后圈出CD11b和F480双阳性的巨噬细胞群落。以405nm为激发波长，605nm为发射波长，用Fortessa流式仪BV605通道采集数据。
(5)吞噬百分率(％)：BV605阳性群比例视为巨噬细胞吞噬百分率。
实验结果如图5、图6和图7所示，实施例1制备的含QD的微球的吞噬百分率为47.9％，说明巨噬细胞对本方案制备的含QD的微球吞噬率较高，进一步说明amPAE BCP具有较好的生物相容性，可用于巨噬细胞的荧光检测。
实验例2：荧光显微镜拍照
(1)微球预处理：方法同实验例1。
(2)制备腹腔巨噬细胞：方法同实验例1。
(3)荧光显微镜拍照：准备1个12孔板，每孔中分别加入1ml巨噬细胞与20ul微球(微球浓度为1mg/ml)，放孵箱中孵育2-4h。2-4h中后取出12孔板，用培养基洗去未贴壁细胞与游离的微球。荧光显微镜下拍照。
(4)计算：
吞噬百分率(％)＝(吞噬荧光微球的巨噬细胞数)/(计数的巨噬细胞数)×100
吞噬指数＝(被吞噬的荧光微球总数)/(计数的巨噬细胞数)。
实验结果如图8所示，图中黑色箭头为吞噬了1个微球的巨噬细胞，图中蓝色箭头为吞噬了2个微球的巨噬细胞，图中红色箭头为吞噬了3个微球的巨噬细胞，图中黄色箭头为吞噬了3个以上微球的巨噬细胞。图8中，巨噬细胞数为101个，吞噬荧光微球的巨噬细胞数为50个，被吞噬的荧光微球总数为78个，计算吞噬百分率为49.5％，吞噬指数为0.77。说明巨噬细胞对本方案制备的含QD的微球吞噬率较高，进一步说明amPAE BCP具有较好的生物相容性，可用于巨噬细胞的荧光检测。
实验例3：C57小鼠与NOD小鼠吞噬功能比较
(1)微球预处理：方法同实验例1。
(2)制备腹腔巨噬细胞：方法同实验例1，不同点在于，增加NOD小鼠作为比较。
(3)荧光显微镜拍照：方法同实验例2。
(4)计算：
吞噬百分率(％)＝(吞噬荧光微球的巨噬细胞数)/(计数的巨噬细胞数)×100
吞噬指数＝(被吞噬的荧光微球总数)/(计数的巨噬细胞数)。
C57小鼠实验结果如图9所示，巨噬细胞数为65个，吞噬荧光微球的巨噬细胞数为30个，被吞噬的荧光微球总数为64个，计算吞噬百分率为46.2％，吞噬指数为0.98。NOD小鼠实验结果如图10所示，巨噬细胞数为48个，吞噬荧光微球的巨噬细胞数为15个，被吞噬的荧光微球总数为27个，计算吞噬百分率为31.3％，吞噬指数为0.56。由实验结果可知，C57小鼠的腹腔巨噬细胞对微球的吞噬能力比NOD小鼠的腹腔巨噬细胞对微球的吞噬能力强，与参考文献相符，本方案制备的微球可以用于评价巨噬细胞的吞噬能力。
实验例4：PIPC(聚肌苷酸-聚胞苷酸)刺激后对小鼠腹腔巨噬细胞吞噬功能的影响
体外实验
(1)小鼠提前3天腹腔注射1ml肉汤。
(2)分两组，一组皮下注射PIPC 100ug/只，另外一组不做处理。
(3)4小时后分别取巨噬细胞(方法同实验例1)，裂红计数，调整腹腔细胞浓度到1
×106个/ml。
(4)每管分别先加1ml细胞悬液，除了对照组每管再加入微球20ul(实施例1制备，
微球浓度为1mg/ml)。
(5)37℃孵箱孵育30min，500g,5min离心，弃上清重悬。
(6)加入CD11b-APC与F4/80-FITC染色15min。
(7)PBS洗一遍，500g，5min离心，弃上清重悬。
(8)300ul PBS重悬，进行流式检测。
实验结果如图11-13，图14-16所示，PIPC能够增强巨噬细胞的吞噬能力，通过体外实验能够看到注射了PIPC的小鼠比未注射PIPC的小鼠阳性百分率增加(注射PIPC的吞噬率为63.4％，未注射PIPC的吞噬率为60.5％)，证明本方案的微球可以用于吞噬细胞的吞噬功能的评价。
体内实验：
(1)小鼠，提前3天腹腔注射1ml肉汤。
(2)分两组，一组皮下注射PIPC 100ug/只，另外一组不做处理。
(3)4h后每只小鼠腹腔注射20ul微球(实施例1制备，微球浓度为1mg/ml)。
(4)体内吞噬30min。
(5)颈椎脱臼处死小鼠，用1ml 1640培养基腹腔注射轻柔腹部，吸出腹液(400g，离心5min)。裂红计数(400g，离心5min)。
(6)加入CD11b-APC与F4/80-FITC染色15min。
(7)PBS洗一遍。500g，5min离心，弃上清重悬。
(8)300ul重悬，进行流式检测。
实验结果如图17-19，图20-22所示，PIPC能够增强巨噬细胞的吞噬能力，通过体内实验能够看到注射了PIPC的小鼠比未注射PIPC的小鼠阳性百分率增加(注射PIPC的吞噬率为34.0％，未注射PIPC的吞噬率为8.3％)，证明本方案的微球可以用于吞噬细胞的吞噬功能的评价。
实验例5
对实施例3备的微球进行高温稳定性实验，将微球置于灭菌锅中，以120℃、0.12MPa蒸汽灭菌1h，然后在检测处理后的微球的发射光谱(图23)和微观形态(图24)。如图23所示，实线表示实施例3制备的微球的发射光谱，虚线表示高温灭菌处理后的微球的发射光谱，两者相比，发现灭菌处理前后微球的发射光谱未发生较大变化；并且由图24可知，高温消毒后微球形貌未发生明显变化。上述实验结果表明，本方案制备的微球热稳定好，在高温加热后微球结构仍保持完成，且未发生荧光淬灭现象。
实验例6
将实施例1制备的微球置于pH值为1、3、4、7、12、13和14的环境当中，检测微球的荧光保持率，实验结果如图25所示，由实验结果可知，本方案制备的微球在pH为1-14的超宽范围内，微球荧光强度保持率高于80％。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种包埋量子点的高分子荧光复合微球，其特征在于，使用两亲性聚芳醚嵌段共聚物作为油溶性的量子点的载体。
2.根据权利要求1所述的一种包埋量子点的高分子荧光复合微球，其特征在于，所述两亲性聚芳醚嵌段共聚物的结构式为：
Figure FDA0002392631960000011
其中，Ar选自
Figure FDA0002392631960000012
中的一种取代基团。
3.根据权利要求2所述的一种包埋量子点的高分子荧光复合微球，其特征在于，所述量子点为CdSe、CdTe、ZnSe、CdSe@CdS、CdSe@ZnS和CdTe@CdSe中的一种。
4.根据权利要求3所述的一种包埋量子点的高分子荧光复合微球，其特征在于，所述微球的粒径范围为0.2-1.5μm。
5.根据权利要求4所述的一种包埋量子点的高分子荧光复合微球，其特征在于，量子点和两亲性聚芳醚嵌段共聚物的质量比为(0.15-0.3)：(0.5-5)。
6.根据权利要求1-5所述的一种包埋量子点的高分子荧光复合微球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将表面活性剂分散于水中获得水相；将量子点和两亲性聚芳醚嵌段共聚物分散于混合溶剂中获得油相，所述混合溶剂由亲水溶剂和亲油溶剂混合形成；将油相注入水相形成水包油型乳液，然后除去所述亲油溶剂，获得含微球的乳液。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，水相和油相体积比为(20-10)：1。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂在水相中的浓度为0.5g/L-6g/L，所述表面活性剂为离子型表面活性剂。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述亲水溶剂为二甲基甲酰胺、四氢呋喃和二甲基亚砜中的一种物质或一种以上的物质组成的混合物，所述亲油溶剂为二氯甲烷和氯仿中的一种物质或两种物质组成的混合物。
10.根据权利要求1-5所述的一种包埋量子点的高分子荧光复合微球在巨噬细胞荧光成像中的应用。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112048082A (zh) * 2020-08-26 2020-12-08 电子科技大学 多波段聚芳醚腈荧光微球的制备及其金属离子检测应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1560633A (zh) * 2004-02-19 2005-01-05 上海交通大学 用作生物医学荧光探针的量子点微球的制备方法
WO2011117844A2 (en) * 2010-03-26 2011-09-29 Serum Institute Of India Ltd. Method for evaluation of multiple antibodies or multiple antigens in a single sample
CN105348775A (zh) * 2015-12-08 2016-02-24 电子科技大学 可交联聚芳醚腈/四氧化三铁杂化磁性材料及其制造方法
CN106009607A (zh) * 2016-06-21 2016-10-12 电子科技大学 一种聚芳醚腈/纳米三氧化二铝复合薄膜的制备方法
CN110408028A (zh) * 2019-07-26 2019-11-05 电子科技大学 一种新型的离子交联聚砜微球及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1560633A (zh) * 2004-02-19 2005-01-05 上海交通大学 用作生物医学荧光探针的量子点微球的制备方法
WO2011117844A2 (en) * 2010-03-26 2011-09-29 Serum Institute Of India Ltd. Method for evaluation of multiple antibodies or multiple antigens in a single sample
CN105348775A (zh) * 2015-12-08 2016-02-24 电子科技大学 可交联聚芳醚腈/四氧化三铁杂化磁性材料及其制造方法
CN106009607A (zh) * 2016-06-21 2016-10-12 电子科技大学 一种聚芳醚腈/纳米三氧化二铝复合薄膜的制备方法
CN110408028A (zh) * 2019-07-26 2019-11-05 电子科技大学 一种新型的离子交联聚砜微球及其制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KUN JIA ET AL.，: "Solid state effective luminescent probe based on CdSe@CdS/amphiphilic co-polyarylene ether nitrile core-shell superparticles for Ag+ detection and optical strain sensing", 《SENSORS AND ACTUATORS B: CHEMICAL》 *
XIAOHONG HE ET AL.，: "Emulsion solvent evaporation induced self-assembly of polyarylene ether nitrile block copolymers into functional metal coordination polymeric microspheres", 《POLYMER》 *
ZHIXIAO LIU ET AL.，: "Preparation of hydrophilic and antifouling polysulfone ultrafiltration membrane derived from phenolphthalin by copolymerization method", 《APPLIED SURFACE SCIENCE》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112048082A (zh) * 2020-08-26 2020-12-08 电子科技大学 多波段聚芳醚腈荧光微球的制备及其金属离子检测应用
CN112048082B (zh) * 2020-08-26 2021-12-03 电子科技大学 多波段聚芳醚腈荧光微球的制备及其金属离子检测应用

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