CN113621099B - 一种荧光微球及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种荧光微球及其制备方法和应用，该荧光微球表面含有羧基且所述荧光微球的共聚单体包括聚集诱导发光单体，所述聚集诱导发光单体包括分子末端带有可聚合双键的喹啉腈衍生物。该荧光微球具有良好的荧光强度，受激发后的荧光性质更稳定长久且发射波长比较长、抗干扰能力强。

Description

一种荧光微球及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，更具体地，本发明涉及一种荧光微球及其制备方法和应用。
背景技术
荧光微球一般指直径在纳米级至微米级的微球，其表面标有荧光物质(包括表面包覆)或微球内部结构含有荧光物质(如包埋填充或化学聚合)的微球，这些微球在受到外界能量刺激下能激发出荧光。荧光微球是一种载有荧光分子的功能性微球，其外形一般为球形。荧光微球的载体多为有机或无机聚合物材料，它具有相对稳定的形态结构，可以在荧光微球的表面进行修饰各种功能团(如羧基、氨基、醛基等)。荧光微球作为一种载体材料，已经广泛应用于生物医学、体外检测等领域，如医用药物的定向传输、抗体抗原的标记与示踪、免疫检测、细胞生物的标记等。
传统的荧光微球主要以包埋法为主，包埋三价铕离子配合物(Eu)、菁染料(Cy3、Cy5.5、Cy7)、荧光素等；这类荧光染料分子具有典型的聚集荧光淬灭效应(aggregation-caused quenching,ACQ)，也就是说在高浓度下荧光会减弱甚至不发光的现象，在检测时，小分子探针荧光官能团的ACQ效应会严重影响所获取实时荧光信号的有效性；同时，包埋的荧光染料容易从微球中泄露出来，使得它们在某些方面的应用受到一定的限制。
2001年唐本忠院士在五苯基噻咯衍生物中发现了聚集诱导发光(aggregation-Induced Emission，AIE)现象，该类化合物在稀溶液单分子态时呈现弱的荧光，但在聚集态或固态下，荧光反而增强。AIE荧光物质能够显著抑制聚集荧光淬灭效应，在生物荧光成像领域展现出诱人的应用前景。常见的AIE荧光团有四苯乙烯(TPE)、硅杂环戊二烯、氰基苯乙烯等,但这些AIE化合物的固体发射波长大多为蓝绿色荧光,不利于红光固体器件及近红外生物成像的应用。
目前将AIE荧光物质制备成荧光微球的方法主要是包埋法，但包埋法储存过程不可避免会出现荧光染料泄漏问题，导致荧光强度不稳定。也有人采用相对复杂的共价键合法，但过程繁琐，操作不够简便。
因此如何利用简易的方法制备具有长波长、抗干扰能力强、受激发后荧光性质更稳定的AIE荧光物质的荧光微球是一个挑战。
发明内容
发明要解决的问题
为了解决现有技术中上述的问题，本发明提供了一种荧光微球，发射波长长、抗干扰能力强、受激发后荧光性质更稳定的AIE荧光物质偶联在该荧光微球上，该荧光微球荧光强度高且荧光性质稳定。
本发明还提供一种荧光微球的制备方法，该制备方法简单，操作更为快速。
本发明还进一步提供了该荧光微球的应用，该荧光微球尤其适用于制备基于免疫层析技术的体外诊断试剂盒。
用于解决问题的方案
本发明提供了如下技术方案：
[1]一种荧光微球，其中，
所述荧光微球表面含有羧基且所述荧光微球的共聚单体包括聚集诱导发光单体，所述聚集诱导发光单体包括分子末端带有可聚合双键的喹啉腈衍生物。
[2]根据[1]所述的荧光微球，其中，
所述聚集诱导发光单体的含量占共聚单体的总质量的0.5％～8％。
[3]根据[1]或2所述的荧光微球，其中，
所述共聚单体还包括苯乙烯类单体和(甲基)丙烯酸类单体。
[4]根据[1]～[3]任一技术方案所述的荧光微球，其中，
所述荧光微球的平均粒径为60纳米～300纳米。
[5]根据[1]～[4]任一技术方案所述的荧光微球，其中，
所述分子末端带有可聚合双键的喹啉腈衍生物为式Ⅰ所示的化合物，
其中，n为1-20的整数，R选自氨基或者含氮烃基。
[6]根据[1]～[5]任一技术方案所述的荧光微球，其中，
所述R选自氨基、N,N-二烷基胺基中的任意一种，所述烷基具有1至10个碳原子。
[7]根据[1]～[6]任一技术方案所述的荧光微球，其中，
所述荧光微球经5天加速稳定性测试，荧光强度的下降低于20％。
[8]一种如[1]～[7]任一技术方案所述的荧光微球的制备方法，其中，
所述制备方法包括采用无皂乳液聚合法进行共聚单体的聚合。
[9]根据[8]所述的制备方法，其中，
所述方法包括将苯乙烯类单体、聚集诱导发光单体溶于乙醇和水的混合液，加入共聚乳化剂和pH调节剂，加入引发剂的水溶液，在氮气保护下加热反应，然后再加入(甲基)丙烯酸类单体，升温继续反应。
[10]根据[8]或[9]所述的制备方法，其中，
(甲基)丙烯酸类单体的用量占共聚单体的总质量的3％～8％，分子末端带有可聚合双键的喹啉腈衍生物的含量占共聚单体的总质量的0.5％～8％。
[11]根据[1]～[7]任一技术方案所述的荧光微球或根据[8]～[10]任一技术方案所述的荧光微球的制备方法所制备得到的荧光微球在制备基于免疫层析技术的体外诊断试剂盒上的应用。
发明的效果
本发明提供了具有良好荧光强度的荧光微球，该荧光微球偶联有特定的聚集诱导发光的荧光团，相比于传统荧光染料铕(Eu)离子配合物以及典型的AIE分子TPE等，受激发后的荧光性质更稳定长久且发射波长比较长、抗干扰能力强，合成的荧光微球稳定性更佳，该微球可以广泛应用于化学、生物和材料科学等领域，尤其适用于基于免疫层析技术的体外诊断领域。并且本发明还提供了该荧光微球的制备方法，该制备方法简单、操作更为快速、便捷，并且制备得到的荧光微球粒径大小合适、粒径分布均匀。需要说明的是，上述的记载并不是公开了本发明的全部实施方式和本发明的全部优点。
附图说明
图1是本发明制备例涉及的中间体QM-OH的核磁图谱。
图2是本发明制备例所得的AIE荧光染料QM-R的核磁图谱。
图3是本发明实施例1制备得到的荧光微球的TEM图。
图4是本发明实施例1制备得到的荧光微球的荧光发射光谱(激发波长440纳米)。
图5是本发明实施例1制备得到的荧光微球的在不同水和四氢呋喃体系中的荧光发射光谱(激发波长440纳米)。
图6是本发明实施例1制备得到的荧光微球在可见光下的照片。
图7是本发明实施例1制备得到的荧光微球在254nm紫外光下的照片。
图8是本发明实施例2制备得到的荧光微球的TEM图。
图9是本发明制备例1得到的QM-R与铕(Eu)离子配合物以及经典AIE分子TPE的荧光强度对比图。
图10是本发明实施例1制备得到的荧光微球QM-R@PS、对比例1制备得到的荧光微球Eu@Ps以及对比例2制备得到的荧光微球TPE@PS受紫外激发后的荧光强度对比图。
图11是本发明实施例1制备得到的荧光微球QM-R@PS、对比例1制备得到的荧光微球Eu@Ps以及对比例2制备得到的荧光微球TPE@PS5天加速稳定性的荧光强度对比图。
具体实施方式
以下对本发明的实施方式进行说明，但本发明不限定于此。本发明不限于以下说明的各构成，在发明请求保护的范围内可以进行各种变更，而适当组合不同实施方式、实施例中各自公开的技术手段而得到的实施方式、实施例也包含在本发明的技术范围中。另外，本说明书中记载的文献全部作为参考文献在本说明书中进行援引。
除非另有定义，本发明所用的技术和科学术语具有与本发明所属技术领域中的普通技术人员所通常理解的相同含义。
在描述本发明的上下文中(尤其在所附权利要求的上下文中)，术语“一个”、“一种”和“该(所述，the)”和类似的语言将被解释为覆盖单数和复数，除非本文另外指示或与上下文明显矛盾。
在本发明中，使用“数值A～数值B”或“数值A-数值B”表示的数值范围是指包含端点数值A、B的范围。
在本发明中的“以上”包含本数。
在本发明中，使用“可以”表示的含义包括了进行某种处理以及不进行某种处理两方面的含义。本说明书中，“任选的”或“任选地”是指接下来描述的事件或情况可发生或可不发生，并且该描述包括该事件发生的情况和该事件不发生的情况。
在本发明中，所提及的“一些具体/优选的实施方式”、“另一些具体/优选的实施方式”、“一些具体/优选的技术方案”、“另一些具体/优选的技术方案”等是指所描述的与该实施方式有关的特定要素(例如，特征、结构、性质和/或特性)包括在此处所述的至少一种实施方式中，并且可存在于其它实施方式中或者可不存在于其它实施方式中。另外，应理解，所述要素可以任何合适的方式组合在各种实施方式中。
本发明的说明书和权利要求书中的术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本发明中“(甲基)丙烯酸”表示“丙烯酸和/或甲基丙烯酸”。同样的其它表述也具有与这些同样的含义。
在本发明中，如无特殊说明，“A％”均表示质量分数为A％。
<荧光微球>
本发明提供了一种荧光微球，该荧光微球表面含有羧基且该荧光微球的共聚单体包括聚集诱导发光单体，所述聚集诱导发光单体包括分子末端带有可聚合双键的喹啉腈衍生物。
本发明的“聚集诱导发光单体”是指具有可聚合基团且具有聚集诱导发光性质的化合物。为了实现本发明的目的，考虑到发射波长的要求，聚集诱导发光单体需包括分子末端带有可聚合双键的喹啉腈衍生物。本发明的“喹啉腈衍生物”是以喹啉腈(quinoline-malononitrile，QM)单元为母体的化合物。与现有已公开的喹啉腈化合物不同，本发明创造性地合成了分子末端带有可聚合双键的喹啉腈衍生物，使得其可以与其他单体共聚制备荧光微球。在本发明的一些具体实施方式中，分子末端带有可聚合双键的喹啉腈衍生物占聚集诱导发光单体的重量百分比为60％以上，进一步地，在70％以上，在本发明的一些可能的实施方式中，聚集诱导发光单体除了分子末端带有可聚合双键的喹啉腈衍生物外，还可以包括少量的分子末端带有可聚合双键的其他AIE分子。考虑到荧光微球的发射波长的要求，在本发明的一些优选实施方式中，聚集诱导发光单体仅由分子末端带有可聚合双键的喹啉腈衍生物组成。
进一步地，在本发明的一些具体实施方式中，分子末端带有可聚合双键的喹啉腈衍生物包括式Ⅰ所示的化合物，
其中，n为1-20的整数，R选自氨基(NH2)或者含氮烃基。
该化合物末端的双键可以与其他单体进行共聚。在本发明的一些具体实施方式中，式Ⅰ所示的化合物占聚集诱导发光单体的重量百分比为50％以上，进一步地，在60％以上，在本发明的一些优选实施方式中，聚集诱导发光单体仅由式Ⅰ所示的化合物组成。
本发明的“含氮烃基”是包含碳、氢、和氮(N)的一价基团的总称，并可以具有直链结构或具有一个或多个侧链的支链结构，碳原子可以是1到30个。C1-30含氮烃基的实例包括甲氨基、乙氨基、丙氨基、丁氨基、戊氨基、己氨基、苯氨基、苄氨基、苯乙氨基、苯丙氨基、苯丁氨基、萘氨基、二甲基氨基、二乙基氨基、二丙基氨基、二丁基氨基、二苯基氨基、二苄基氨基、二甲基氨基甲基、二甲基氨基乙基、二甲基氨基丙基、二甲基氨基丁基、二甲基氨基苯基、双(二甲基氨基)甲基、双(二甲基氨基)乙基、双(二甲基氨基)丙基、双(二甲基氨基)丁基、双(二甲基氨基)苯基、苯氨基甲基、二苯基氨基甲基和二苯氨基苯基等。进一步地，出于反应原料易得性和化合物荧光效果考虑，“含氮烃基”优选选自N,N-二烷基胺基，所述烷基具有1至10个碳原子，更进一步地，“含氮烃基”选自N,N-二甲基氨基或者N,N-二乙基氨基，其具有较强的给电子性能。
相对于典型的AIE分子TPE或者其他带有双键的AIE分子如带双键的四苯基噻咯等，本发明人出乎预料地发现本发明式I结构的化合物各功能团之间存在一定的协同作用，其抗干扰能力强(发射波长比较长，可以达到605nm，位于近红外区域)并且具有较强的荧光量子效率，固体荧光量子效率15％-28％之间。
式Ⅰ所示的化合物(以下简称QM-R)的制备方法如下：
具体而言，Ⅰ所示的化合物的制备方法包括在烧瓶中加入喹啉腈QM和2-羟基-4取代苯甲醛，在吡啶催化、氮气保护下60～80摄氏度加热20～30小时，冷却至室温，通过减压旋蒸去除溶剂，通过柱层析分离得到中间产物QM-OH；在烧瓶中，加入QM-OH，溴取代-正n烯，以及碳酸钾固体，乙腈溶液作为反应溶剂，氮气保护下，磁力搅拌，加热回流反应10～20小时，通过减压旋蒸去除溶剂，通过柱层析分离得到产物QM-R。
本发明的荧光微球是采用乳液聚合法进行共聚单体的聚合得到。共聚单体包括：1种以上的聚集诱导发光单体(进一步地，可以为1种以上的分子末端带有可聚合双键的喹啉腈衍生物)、1种以上的苯乙烯类单体以及1种以上(甲基)丙烯酸类单体。苯乙烯类单体包括苯乙烯和取代的苯乙烯。苯乙烯类单体的优选例如：苯乙烯、烷基苯乙烯(更具体地，α-甲基苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对乙基苯乙烯或对叔丁基苯乙烯等)、羟基苯乙烯(更具体地，对羟基苯乙烯或间羟基苯乙烯等)或卤化苯乙烯(更具体地，α-氯苯乙烯、邻氯苯乙烯、间氯苯乙烯或对氯苯乙烯等)。(甲基)丙烯酸类单体的优选例如：(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯腈、(甲基)丙烯酸烷基酯或(甲基)丙烯酸羟烷基酯。(甲基)丙烯酸烷基酯的优选例如：(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯或(甲基)丙烯酸异辛酯。(甲基)丙烯酸羟烷基酯的优选例如：(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸3-羟丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丙酯或(甲基)丙烯酸4-羟丁酯。在本发明中，(甲基)丙烯酸类单体至少需要包括甲基丙烯酸或丙烯酸。进一步地，在本发明的一些具体实施方式中，共聚单体包括：1种以上的式Ⅰ所示的化合物、1种以上的苯乙烯和/或取代苯乙烯、以及丙烯酸和/或甲基丙烯酸。更进一步地，共聚单体由1种以上的式Ⅰ所示的化合物、1种以上的苯乙烯和/或取代苯乙烯、以及丙烯酸和/或甲基丙烯酸组成。更进一步地，共聚单体由1种以上的式Ⅰ所示的化合物、1种以上的苯乙烯和/或取代苯乙烯、以及丙烯酸和/或甲基丙烯酸组成。
对于各单体的用量，出于保证荧光强度的角度考虑，聚集诱导发光单体的含量(或者用量)占共聚单体的总质量的0.5％～8％，进一步地为1％～6％，更进一步地为2％～5％。如果含量过低，则无法获得理想的荧光强度，但如果含量过高，则一方面增加成本，另一方面能被聚苯乙烯包裹的聚集诱导发光单体的量基本趋于饱和，荧光强度基本稳定。为了更好地与载体结合，在本发明的一些具体实施方式中，(甲基)丙烯酸类单体的含量占共聚单体的总质量的3％～8％，进一步地为4％～7％，更进一步地为4.5％～6％。
本发明的荧光微球表面含有羧基，为了使得荧光微球更好地与抗体偶联，在本发明的一些具体实施方式中，本发明荧光微球的羧基含量为0.04～0.2meq/g。
本发明的荧光微球的平均粒径并无特殊限定，在本发明的一些具体实施方式中，荧光微球的平均粒径为60纳米～300纳米，进一步地为80纳米～300纳米，更进一步为100纳米～250纳米。平均粒径可以采用激光粒度仪测试或采用透射电镜照片对荧光微球的形态进行观察和表征。采用本发明的制备方法得到的荧光微球的粒径分布相对均匀，有利于后续的具体应用。
本发明的荧光微球具有较强的荧光强度并且荧光稳定性好。在本发明的一些具体实施方式中，本发明的荧光微球经5天加速稳定性测试，荧光强度的下降低于20％，进一步地低于18％，在本发明的一些具体实施方式中，本发明的荧光微球在第5天的荧光强度仍在480a.u.以上。
<荧光微球的制备方法>
本发明还提供了一种荧光微球的制备方法，该方法包括将本发明前述的共聚单体通过无皂乳液聚合法进行共聚。无皂乳液聚合是指在反应过程中完全不加乳化剂或仅加入微量乳化剂(其浓度小于临界胶束浓度CMC)，而是利用引发剂或极性共单体，将极性或可电离的基团化学链接在聚合物上，使聚合物本身就具有表面活性的乳液聚合过程，又称为无乳化剂乳液聚合。在本发明的一些具体实施方式中，本发明的油相和水相的混合不需要预乳化，直接混合开始反应，本发明的制备方法仅采用微量的乳化剂，操作相对更为快速、简便。
进一步地，本发明的制备方法包括苯乙烯类单体、聚集诱导发光单体溶于乙醇和水的混合液，加入共聚乳化剂和pH调节剂，加入引发剂的水溶液，在氮气保护下加热反应，然后再加入(甲基)丙烯酸类单体，升温继续反应一段时间，进而得到包括本发明的荧光微球的乳液。
本发明的醇类包括甲醇、乙醇等，在本发明的一些具体实施方式中，醇类选自乙醇。本发明的共聚乳化剂选自水溶性乳化剂，比如十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、脂肪醇与环氧乙烷缩合物(MOA)等中的一种或两种以上。考虑到体系稳定性，本发明的共聚乳化剂优选十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的一种。在本发明的一些实施方式中，乳化剂的用量优选为共聚单体总质量的0.4％～2％，进一步为0.5～1.5％。本发明的pH调节剂无特别限定，比如碳酸钠、碳酸氢钠、多聚磷酸钠、磷酸二氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾中的一种或多种。在本发明的一些实施方式中，pH调节剂选自碳酸氢钠、碳酸钠、多聚磷酸钠的一种或多种。在本发明的一些实施方式中，pH调节剂的用量优选为共聚单体总质量的0.04％～0.5％，进一步为0.05～0.3％。本发明的引发剂可以选自过硫酸钾、偶氮二异丁腈、偶氮二异丁腈盐酸盐的一种。在本发明的一些实施方式中，引发剂的用量为共聚单体总质量的0.2～0.8％，进一步地为0.3～0.6％。本发明前述的加热反应的温度一般控制在70～85摄氏度，反应时间为6～10小时。在本发明的一些具体实施方式中，本发明的制备方法包括在四口圆底烧瓶中依次加入蒸馏水、乙醇、苯乙烯类单体、聚集诱导发光单体、共聚乳化剂以及pH调节剂，密封反应系统并通氮气排出烧瓶中的空气，启动机械搅拌器，设定搅拌速度为200～400转/分，在温度升至70摄氏度后，加入引发剂的水溶液到反应体系中，保持温度继续搅拌反应1小时，然后加入(甲基)丙烯酸类单体的溶液，升温至80℃继续继续搅拌反应6～7小时，然后停止反应。所得的乳液即为包含本发明的荧光微球的乳液。未参与反应的苯乙烯类单体、(甲基)丙烯酸类单体等物质通过高速离心除去，随后将离心所得的微球再超声分散于蒸馏水中。
本发明的制备方法的优势在于操作便捷，实验步骤少，易于放大生产，并且荧光微球的粒径尺寸、尺寸分布和荧光强度调控方便、体系稳定性好。
<荧光微球的应用>
本发明的荧光微球可以广发应用于化学、生物和材料科学等领域，本发明的荧光微球与传统的铕离子荧光微球以及典型的AIE分子TPE等相比，其受激发后的荧光性质更加稳定长久，可以应用于生物标记、光学编码、药物传输等。在本发明的一些优选实施方式中，本发明的荧光微球因其具有良好的稳定性，尤其适合用于体外诊断行业，比如制备基于免疫层析技术的体外诊断试剂盒。
由下面的实施例进一步说明本发明，但不构成限制。
实施例
制备例
制备式I结构的化合物。
在100mL的圆底烧瓶中，分别加入喹啉腈母体QM(1.2克，5.1毫摩尔)，以及2-羟基4-二甲氨基苯甲醛(775.5毫克，5.5毫摩尔)，同时加入30毫升乙腈溶解固体，磁力搅拌下滴加1毫升哌啶，同时加上分水器，氩气保护下加热回流反应10小时。冷却至室温，通过减压旋蒸去除溶剂，通过柱层析分离(硅胶200-300目，展开剂为二氯甲烷/甲醛，比例为20:1)，得到橘色固体QM-OH(1.04克，2.9毫摩尔)，产率57％。1H-NMR(400MHz,DMSO-d6,ppm):δ10.0(s，OH),8.9(d，J＝8.4Hz，1H，Ph-H)，8.0(d，J＝8.8Hz，1H，Ph-H)，7.8-7.9(t，J＝8.4Hz，1H，Ph-H),7.5-7.6(m，3H)，7.2(d，J＝15Hz，1H，alkene-H)，7.0(s，1H，Ph-H)，6.3(d，J＝8.8Hz,1H，Ph-H),6.1(s,1H，Ph-H),4.5(t，J1＝13.7Hz,J2＝6.7Hz,2H，CH2CH3),2.9(s,6H，N(CH3)2),1.4(t，J＝6.9Hz,3H，CH2CH3)，具体参见图1。
在100毫升圆底烧瓶中，加入QM-OH(528毫克，1.47毫摩尔)，溴代丙烯(181毫克，1.50毫摩尔)，以及碳酸钾固体(310毫克，2.25毫摩尔)，最后加入30mL乙腈溶液作为反应溶剂。氮气保护下，磁力搅拌，加热回流反应15小时。冷却至室温，通过减压旋蒸去除溶剂，通过柱层析分离(硅胶200-300目，展开剂为二氯甲烷/石油醚，比例为3:1)，得到橘红色固体QM-R(320毫克，0.8毫摩尔)，产率54％。1H-NMR(400MHz,DMSO-d6,ppm):δ8.9(d，J＝7.4Hz，1H，Ph-H)，8.0(d，J＝7.5Hz，1H，Ph-H)，7.8(s，1H，Ph-H),7.5-7.6(m，3H)，7.2(d，J＝15Hz，1H，alkene-H)，7.0(s，1H，Ph-H)，6.3(s,1H，Ph-H),6.2(s,1H，Ph-H),6.1(d,J＝5.6Hz,1H，alkene-H),5.4-5.5(d，J＝17Hz，1H，alkene-H)，5.3(d,J＝9.8Hz,1H，alkene-H)4.6(s,2H，Ph-H),4.5(s,2H，CH2CH3),3.0(s,6H，N(CH3)2),1.4(s,3H，CH2CH3)，具体参见图2。
实施例1
在一装有回流冷凝管、加料口、导气管和搅拌口的1升四口圆底烧瓶置于水浴加热器中，依次加入蒸馏水400毫升、乙醇40毫升、苯乙烯40毫升、制备例得到的QM-R产品300毫克、十二烷基磺酸钠700毫克以及碳酸氢钠200毫克的溶液，密封反应系统并通氮气排出四口原地烧瓶中的空气，启动机械搅拌器，设定搅拌速度为300转/分。在温度升至70℃后，加入含有300毫克过硫酸钾的水溶液20毫升到反应体系中，保持温度继续搅拌反应1小时，然后加入丙烯酸溶液10毫升，升温至80℃继续搅拌反应6小时，然后停止反应。未参与反应的苯乙烯、丙烯酸等物质通过高速离心除去，随后将离心所得的荧光微球(以下和图中简称QM-R@PS)再超声分散于蒸馏水中。
用透射电子显微镜测定荧光微球的尺寸及形态，见图3。结果显示微球呈较为均匀的球形，平均粒径约为80纳米，用荧光光谱仪测定该含荧光微球的荧光发射光谱(激发波长为440纳米)，结果见图4，结果显示最大发射波长约605纳米。将所得荧光微球溶解于一定量的四氢呋喃中，得到聚合物的浓度为0.01克/毫升的四氢呋喃溶液；取10微升该荧光微球的四氢呋喃溶液，滴加到水中，通过调整水的用量，得到不同水含量的水和四氢呋喃混合溶液，混合均匀后用荧光光谱仪测定微球的发光性能。实验结果表明(具体见图5)，随着体系中水含量的增加，微球的聚集程度增加，荧光强度也增强，说明该荧光微球具有典型的聚集诱导发光特征。
将分散液取出至样品管中，分别在可见光和254纳米的紫外光下照射并拍照，在可见光下微球为黄色乳浊液，在紫外灯下微球发出橘红色的荧光，结果见图6和图7。
实施例2
将实施例1中的苯乙烯换成了α-甲基苯乙烯，用量调整为50毫升，碳酸氢钠换成碳酸钠，用量调整为150毫克，其余同实施例1，制备得到荧光微球，用透射电子显微镜测定荧光微球的尺寸及形态，见图8。从图8的TEM测试上可以看到，微球粒径变大至140纳米。
对比例1
采用微球包埋法，将荧光物质填埋在微球内部。在一装有回流冷凝管、加料口、导气管和搅拌口的1升四口圆底烧瓶置于水浴加热器中，依次加入蒸馏水400毫升、乙醇40毫升、过硫酸钾300毫克、十二烷基磺酸钠700毫克以及碳酸氢钠200毫克的溶液，密封反应系统并通氮气排出四口原地烧瓶中的空气，启动机械搅拌器，设定搅拌速度为300转/分。在温度升至70℃后，加入溶解了320毫克含铕(Eu)离子配合物的苯乙烯溶液40毫升到反应体系中，保持温度继续搅拌反应1小时，然后加入丙烯酸溶液10毫升，升温至80℃继续搅拌反应6小时，然后停止反应。未参与反应的苯乙烯、丙烯酸等物质通过高速离心除去，随后将离心所得的含铕(Eu)离子配合物的传统荧光微球(以下和图中简称Eu@PS)再超声分散于蒸馏水中。
其中铕(Eu)离子配合物结构式如式(A)所示。
对比例2
采用微球包埋法，将荧光物质填埋在微球内部。在一装有回流冷凝管、加料口、导气管和搅拌口的1升四口圆底烧瓶置于水浴加热器中，依次加入蒸馏水400毫升、乙醇40毫升、过硫酸钾300毫克、十二烷基磺酸钠700毫克以及碳酸氢钠200毫克的溶液，密封反应系统并通氮气排出四口原地烧瓶中的空气，启动机械搅拌器，设定搅拌速度为300转/分。在温度升至70℃后，加入溶解了320毫克含经典AIE分子TPE的苯乙烯溶液40毫升到反应体系中，保持温度继续搅拌反应1小时，然后加入丙烯酸溶液10毫升，升温至80℃继续搅拌反应6小时，然后停止反应。未参与反应的苯乙烯、丙烯酸等物质通过高速离心除去，随后将离心所得的含TPE分子的荧光微球(以下和图中简称TPE@PS)再超声分散于蒸馏水中。
其中TPE的结构如式(B)所示。
<性能测试>
用荧光光谱仪测试荧光强度，对比本发明制备例1获得的QM-R化合物与铕(Eu)离子配合物(图9中简称Eu)以及经典AIE分子TPE(图9中简称TPE)的荧光强度。将荧光染料QM-R、Eu、TPE溶解于一定量的四氢呋喃中，得到聚合物的浓度为10-3摩尔/升的四氢呋喃溶液；取10微升该四氢呋喃溶液，滴加到1毫升水中，混合均匀后用荧光光谱仪测定微球的发光性能。结果见图9，由图9可知，QM-R化合物与铕(Eu)离子配合物的荧光强度相当且明显高于TPE。
本发明实施例1、对比例1和对比例2各自得到的荧光微球溶解于一定量的四氢呋喃中，得到荧光微球的浓度为0.01克/毫升的四氢呋喃溶液；取30微升含该荧光微球的四氢呋喃溶液，滴加到1毫升中，混合均匀后用荧光光谱仪测定微球的发光性能。结果见图10，由图10可知，本发明得到的荧光微球的荧光强度最高。
将本发明实施例1、对比例1和对比例2各自得到的荧光微球放置于37℃的环境下，分别测定其5天加速稳定性。具体操作如下：在第一天至第五天，每天分别重复以下实验：将实施例1、对比例1和对比例2各自得到的荧光微球溶解于一定量的四氢呋喃中，得到荧光微球的浓度为0.01克/毫升的四氢呋喃溶液；取30微升含该荧光微球的四氢呋喃溶液，滴加到1毫升水中，混合均匀后用荧光光谱仪测定微球的发光性能。结果见图11可知，本发明得到的荧光微球的荧光强度下降幅度低，且第5天的荧光强度仍在480a.u.以上，而Eu@PS因存在泄漏问题，荧光强度下降明显。
以上实施例仅用于阐明本发明的若干实施方案，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明的范围产生任何限制。应当明确的是，对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种荧光微球，其特征在于，
所述荧光微球表面含有羧基且所述荧光微球的共聚单体包括聚集诱导发光单体，所述聚集诱导发光单体包括分子末端带有可聚合双键的喹啉腈衍生物；
所述分子末端带有可聚合双键的喹啉腈衍生物为式Ⅰ所示的化合物，
其中，n为1-20的整数，R选自氨基或者N,N-二烷基胺基中的任意一种，所述烷基具有1至10个碳原子。
2.根据权利要求1所述的荧光微球，其特征在于，
所述聚集诱导发光单体的含量占共聚单体的总质量的0.5％～8％。
3.根据权利要求1或2所述的荧光微球，其特征在于，
所述共聚单体还包括苯乙烯类单体和(甲基)丙烯酸类单体。
4.根据权利要求1或2所述的荧光微球，其特征在于，
所述荧光微球的平均粒径为60纳米～300纳米。
5.根据权利要求1或2任一项所述的荧光微球，其特征在于，
所述荧光微球经5天加速稳定性测试，荧光强度的下降低于20％。
6.一种如权利要求1～5任一项所述的荧光微球的制备方法，其特征在于，
所述制备方法包括采用无皂乳液聚合法进行共聚单体的聚合。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，
所述方法包括将苯乙烯类单体、聚集诱导发光单体溶于乙醇和水的混合液，加入共聚乳化剂和pH调节剂，加入引发剂的水溶液，在氮气保护下加热反应，然后再加入(甲基)丙烯酸类单体，升温继续反应；进一步地，(甲基)丙烯酸类单体的含量占共聚单体的总质量的3％～8％，分子末端带有可聚合双键的喹啉腈衍生物的含量占共聚单体的总质量的0.5％～8％。
8.根据权利要求1～5任一项所述的荧光微球或根据权利要求6～7任一项所述的荧光微球的制备方法所制备得到的荧光微球在制备基于免疫层析技术的体外诊断试剂盒上的应用。
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