CN112813699A - 一种荧光微球的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种荧光微球的制备方法，在氮气保护的条件下，将聚乙烯吡咯烷酮K30和引发剂溶解于去离子水和无水乙醇的混合溶液中搅拌反应得到乳液；将得到的乳液经过离心洗涤后分散在乙醇溶液中沉淀干燥得到聚苯乙烯微球；将得到的聚苯乙烯微球溶于十二烷基硫酸钠溶液中得到聚苯乙烯微球溶液，超声分散后，将别藻青蛋白(APC)溶于磷酸缓冲盐溶液后得到染料溶液，将染料溶液加入到聚苯乙烯微球溶液中，用去离子水和无水乙醇洗涤多次进行干燥处理后即得到荧光微球。本发明提供的荧光微球的制备方法，其制备得到的荧光微球的粒径均一、其颗粒均匀、在不同的pH溶液中稳定性强，荧光强度高，在标记、示踪、检测等生物医药领域具有潜在的应用价值。

Description

一种荧光微球的制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料的制备领域，特别涉及一种荧光微球的制备方法。
背景技术
荧光微球是指采用一定方法将特定荧光物质按不同比例同时引入到某种基质中形成的能在同一激发波长下产生两种或多种强度不同的荧光信号的一系列球形微粒。荧光微球按其负载的荧光物质不同，可以分为量子点荧光微球、稀土配合物荧光微球、有机染料荧光微球等。荧光微球按基质不同可以分为无机荧光微球和有机聚合物荧光微球两种。典型的无机基质为二氧化硅，有机基质包括天然或合成的高分子材料，如壳聚糖、聚苯乙烯等。其中，聚苯乙烯荧光微球以其粒度分布均一、水溶液中悬浮性好、比表面积大、吸附性好、表面反应能力强等优点，在生物医学领域有着日益广泛的应用，尤其适用于流式微球分析和悬浮阵检测。
但是目前制备的荧光微球的荧光强度低，并且当应用的环境，如pH的变化较大时，其荧光强度不稳定，因此，需要设计出一种荧光强度高、耐pH性好的聚苯乙烯荧光微球。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种荧光微球的制备方法，包括以下步骤：
(1)在氮气保护的条件下，将聚乙烯吡咯烷酮K30和引发剂溶解于去离子水和无水乙醇的混合溶液中搅拌得到混合液，向混合液中加入苯乙烯，然后在45℃下反应25-35分钟后，然后将温度升至70℃后反应8-12小时，得到乳液；
(2)将步骤(1)得到的乳液经过离心、依次用乙醇、水、乙醇洗涤后得到微球，将得到的微球分散在乙醇溶液中，沉降分离干燥后得到聚苯乙烯微球；
(3)将步骤(2)得到的聚苯乙烯微球溶于十二烷基硫酸钠水溶液中得到聚苯乙烯微球溶液，超声分散后，将别藻青蛋白(APC)溶于磷酸缓冲盐溶液得到染料溶液，将染料溶液加入到聚苯乙烯微球溶液中，边搅拌边超声4-5h后，用去离子水和无水乙醇洗涤多次至上清液检测不出荧光为止，干燥后即得到所述的荧光微球；所述十二烷基硫酸钠水溶液中的十二烷基硫酸钠的质量分数为20％。
所述步骤(1)中的搅拌速率为100-300rpm；
优选地，所述步骤(1)中的搅拌速率为200rpm。
所述步骤(1)中聚乙烯吡咯烷酮K30的用量为3-4g，所述去离子水和无水乙醇的混合溶液的体积为100mL，所述苯乙烯的用量为20-25mL，所述去离子水和无水乙醇的体积比为3：5；
优选地，所述步骤(1)中聚乙烯吡咯烷酮K30的用量为3.5g，所述苯乙烯的用量为22mL。
所述步骤(1)中的引发剂为过硫酸钾和偶氮二异丁腈的混合物，所述引发剂的用量为0.25-0.3g，所述过硫酸钾和偶氮二异丁腈的质量比为1-2：4；
优选地，所述步骤(1)中的引发剂为过硫酸钾和偶氮二异丁腈的混合物，所述引发剂的用量为0.28g，所述过硫酸钾和偶氮二异丁腈的质量比为1.5：4。
所述步骤(3)中的聚苯乙烯微球的用量为0.1g，所述异丙醇的用量为8-10mL，所述别藻青蛋白(APC)的质量为1mg，所述磷酸缓冲盐溶液的体积为1-2mL，所述磷酸缓冲盐的浓度为0.01M(PO4)。
优选地，所述步骤(3)中的聚苯乙烯微球的用量为0.1g，所述十二烷基硫酸钠水溶液的用量为9mL，所述别藻青蛋白(APC)的质量为1mg，所述磷酸缓冲盐溶液的体积为1.5mL。
本发明的有益效果是：
本发明提供的荧光微球的制备方法，其制备得到的荧光微球的粒径均一、其颗粒均匀、在不同的pH溶液中稳定性强，荧光强度高，在标记、示踪、检测等生物医药领域具有潜在的应用价值。
具体实施方式
下面将本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下列实施例中未注明具体条件的实验方法们通常按照常规条件进行操作。除非另行定义，文中所述实用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。
实施例1，一种荧光微球的制备方法
包括以下步骤：
(1)在氮气保护的条件下，将聚乙烯吡咯烷酮K30和引发剂溶解于去离子水和无水乙醇的混合溶液中搅拌得到混合液，向混合液中加入苯乙烯，然后在45℃下反应25分钟，然后将温度升至70℃后反应8小时，得到乳液；
(2)将步骤(1)得到的乳液经过离心、依次用乙醇、水、乙醇洗涤后，将得到的微球分散在乙醇溶液中，沉降分离干燥后得到聚苯乙烯微球；
(3)将步骤(2)得到的聚苯乙烯微球溶于十二烷基硫酸钠水溶液中得到聚苯乙烯微球溶液，超声分散后，将别藻青蛋白(APC)溶于磷酸缓冲盐溶液得到染料溶液，将染料溶液加入到聚苯乙烯微球溶液中，边搅拌边超声4h后，用去离子水和无水乙醇洗涤多次至上清液检测不出荧光时，干燥后即得到所述的荧光微球；所述十二烷基硫酸钠水溶液中的十二烷基硫酸钠的质量分数为20％。
所述步骤(1)中的搅拌速率为100rpm。
所述步骤(1)中聚乙烯吡咯烷酮K30的用量为3g，所述去离子水和无水乙醇的混合溶液的体积为100mL，所述苯乙烯的用量为20mL，所述去离子水和无水乙醇的体积比为3：5。
所述步骤(1)中的引发剂为过硫酸钾和偶氮二异丁腈的混合物，所述引发剂的用量为0.25g，所述过硫酸钾和偶氮二异丁腈的质量比为1：4。
所述步骤(3)中的聚苯乙烯微球的用量为0.1g，所述十二烷基硫酸钠水溶液的用量为8mL，所述别藻青蛋白(APC)的质量为1mg，所述磷酸缓冲盐溶液的体积为1mL。
实施例2，一种荧光微球的制备方法
包括以下步骤
(1)在氮气保护的条件下，将聚乙烯吡咯烷酮K30和引发剂溶解于去离子水和无水乙醇的混合溶液中搅拌得到混合液，向混合液中加入苯乙烯，然后在45℃下反应35分钟后，然后将温度升至70℃后反应12小时得到乳液；
(2)将步骤(1)得到的乳液经过离心、依次用乙醇、水、乙醇洗涤后，将得到的微球分散在乙醇溶液中，沉降分离干燥后得到聚苯乙烯微球；
(3)将步骤(2)得到的聚苯乙烯微球溶于十二烷基硫酸钠水溶液中得到聚苯乙烯微球溶液，超声分散后，将别藻青蛋白(APC)溶于磷酸缓冲盐溶液得到染料溶液，将染料溶液加入到聚苯乙烯微球溶液中，用去离子水和无水乙醇洗涤多次至上清液检测不出荧光时，干燥后即得到所述的荧光微球；所述十二烷基硫酸钠水溶液中的十二烷基硫酸钠的质量分数为20％。
所述步骤(1)中的搅拌速率为300rpm。
所述步骤(1)中聚乙烯吡咯烷酮K30的用量为4g，所述去离子水和无水乙醇的混合溶液的体积为100mL，所述苯乙烯的用量为25mL，所述去离子水和无水乙醇的体积比为3：5。
所述步骤(1)中的引发剂为过硫酸钾和偶氮二异丁腈的混合物，所述引发剂的用量为0.3g，所述过硫酸钾和偶氮二异丁腈的质量比为2：4。
所述步骤(3)中的聚苯乙烯微球的用量为0.1g，所述十二烷基硫酸钠水溶液的用量为10mL，所述别藻青蛋白(APC)的质量为1mg，所述磷酸缓冲盐溶液的体积为2mL；
实施例3，一种荧光微球的制备方法
包括以下步骤：
(1)在氮气保护的条件下，将聚乙烯吡咯烷酮K30和引发剂溶解于去离子水和无水乙醇的混合溶液中搅拌得到混合液，向混合液中加入苯乙烯，然后在45℃下反应30分钟，然后将温度升至70℃后反应10小时，得到乳液；
(2)将步骤(1)得到的乳液经过离心、依次用乙醇、水、乙醇洗涤后，将得到的微球分散在乙醇溶液中，沉降分离干燥后得到聚苯乙烯微球；
(3)将步骤(2)得到的聚苯乙烯微球溶于十二烷基硫酸钠水溶液中得到聚苯乙烯微球溶液，超声分散后，将别藻青蛋白(APC)溶于磷酸缓冲盐溶液得到染料溶液，将染料溶液加入到聚苯乙烯微球溶液中，边搅拌边超声4.5h后，用去离子水和无水乙醇洗涤多次至上清液检测不出荧光时，干燥后即得到所述的荧光微球；所述十二烷基硫酸钠水溶液中的十二烷基硫酸钠的质量分数为20％。
所述步骤(1)中的搅拌速率为200rpm。
所述步骤(1)中聚乙烯吡咯烷酮K30的用量为3.5g，所述去离子水和无水乙醇的混合溶液的体积为100mL，所述苯乙烯的用量为22mL，所述去离子水和无水乙醇的体积比为3：5。
所述步骤(1)中的引发剂为过硫酸钾和偶氮二异丁腈的混合物，所述引发剂的用量为0.28g，所述过硫酸钾和偶氮二异丁腈的质量比为1.5：4。
所述步骤(3)中的聚苯乙烯微球的用量为0.1g，所述十二烷基硫酸钠水溶液的用量为9mL，所述别藻青蛋白(APC)的质量为1mg，所述磷酸缓冲盐溶液的体积为1.5mL。
对比例1，一种荧光微球的制备方法
其制备方法基本同实施例3，与实施例1的不同之处在于：步骤(1)中去离子水和无水乙醇的体积比为2:5。
对比例2，一种荧光微球的制备方法
其制备方法基本同实施例3，与实施例1的不同之处在于：步骤(1)中去离子水和无水乙醇的体积比为4:5。
对比例3，一种荧光微球的制备方法
其制备方法基本同实施例3，与实施例3的不同之处在于：过硫酸钾和偶氮二异丁腈的质量比为0.5:4。
对比例4，一种荧光微球的制备方法
其制备方法基本同实施例3，与实施例3的不同之处在于：过硫酸钾和偶氮二异丁腈的质量比为3:4。
荧光微球参数测定
1、荧光微球的荧光强度测定
实施例1-3和对比例1-4制备得到的荧光微球，激发波长为550nm，发射波长为590nm，将荧光强度记为A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7，分别计算A1/A3、A2/A3、A4/A3、A5/A3、A6/A3、A7/A3，如下表所示：
Figure BDA0002867933040000061
从上表可以看出，本发明实施例3制备得到的荧光微球的荧光强度最高，本实施例1-3制备得到的荧光微球的强度远高于对比例1-4。
2、荧光微球的pH稳定性测试
取pH＝1、pH＝7、pH＝12的水溶液各5ml，称取实施例1-3和对比例1-4制备得到的荧光微球分别加入到上述溶液中，超声5min，使微球分散均匀，激发波长为550nm，发射波长为590nm，检测在pH＝1、pH＝7、pH＝12下的荧光强度，记为B1、B7、B12,并计算B1/B7、B12/B7，其计算结果如下表所示：
Figure BDA0002867933040000062
从上表可以看出，本发明实施例1-3提供的荧光微球在不同的pH水溶液里荧光强度变化较小，而对比例1-4提供的荧光微球在不同的pH水溶液里的荧光强度变化很大，说明本发明实施例1-3制备得到的荧光微球在不同强度的pH水溶液里的荧光强度稳定。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础；当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种荧光微球的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)在氮气保护的条件下，将聚乙烯吡咯烷酮K30和引发剂溶解于去离子水和无水乙醇的混合溶液中搅拌得到混合液，向混合液中加入苯乙烯，然后在45℃下反应25-35分钟后，然后将温度升至70℃后反应8-12小时，得到乳液；
(2)将步骤(1)得到的乳液经过离心、依次用乙醇、水、乙醇洗涤后得到微球，将得到的微球分散在乙醇溶液中，沉降分离干燥后得到聚苯乙烯微球；
(3)将步骤(2)得到的聚苯乙烯微球溶于十二烷基硫酸钠水溶液中得到聚苯乙烯微球溶液，超声分散后，将别藻青蛋白(APC)溶于磷酸缓冲盐溶液得到染料溶液，将染料溶液加入到聚苯乙烯微球溶液中，边搅拌边超声4-5h后，用去离子水和无水乙醇洗涤多次至上清液检测不出荧光为止，干燥后即得到所述的荧光微球；所述十二烷基硫酸钠水溶液中的十二烷基硫酸钠的质量分数为20％。
2.如权利要求1所述的荧光微球的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的搅拌速率为100-300rpm。
3.如权利要求1所述的荧光微球的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中聚乙烯吡咯烷酮K30的用量为3-4g，所述去离子水和无水乙醇的混合溶液的体积为100mL，所述苯乙烯的用量为20-25mL，所述去离子水和无水乙醇的体积比为3：5。
4.如权利要求1所述的荧光微球的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的引发剂为过硫酸钾和偶氮二异丁腈的混合物，所述引发剂的用量为0.25-0.3g，所述过硫酸钾和偶氮二异丁腈的质量比为1-2：4。
5.如权利要求1所述的荧光微球的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中的聚苯乙烯微球的用量为0.1g，所述异丙醇的用量为8-10mL，所述别藻青蛋白(APC)的质量为1mg，所述磷酸缓冲盐溶液的体积为1-2mL，所述磷酸缓冲盐的浓度为0.01M(PO4)。
6.如权利要求2所述的荧光微球的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的搅拌速率为200rpm。
7.如权利要求3所述的荧光微球的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中聚乙烯吡咯烷酮K30的用量为3.5g，所述苯乙烯的用量为22mL。
8.如权利要求4所述的荧光微球的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的引发剂为过硫酸钾和偶氮二异丁腈的混合物，所述引发剂的用量为0.28g，所述过硫酸钾和偶氮二异丁腈的质量比为1.5：4。
9.如权利要求5所述的荧光微球的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中的聚苯乙烯微球的用量为0.1g，所述十二烷基硫酸钠水溶液的用量为9mL，所述别藻青蛋白(APC)的质量为1mg，所述磷酸缓冲盐溶液的体积为1.5mL。
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