CN114345250A - 一种基于聚苯乙烯微球生物传感器的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种基于聚苯乙烯微球生物传感器的制备方法，包括：将10～100质量份的聚苯乙烯、1～10质量份的染料分子和10～100质量份的表面活性剂进行混合形成聚苯乙烯微球混合液；将聚苯乙烯微球混合液置于生物标记物溶液中进行混合，静置，以使染料分子与生物标记物在聚苯乙烯微球里面进行反应实现大位移颜色可切换的激光信号转变。

Description

一种基于聚苯乙烯微球生物传感器的制备方法
技术领域
本发明实施例涉及化学技术领域，尤其是一种基于聚苯乙烯微球生物传感器的制备方法。
背景技术
为了实现对疾病的早期发现及检测，进一步提高灵敏度去检测超低浓度水平的生物标记物分子非常有必要。目前使用较广泛的荧光技术受限于光谱范围较宽的影响，其灵敏度远远达不到早期检测的要求。
为了降低检测限，低浓度的生物标记物分子的微弱信号必须被指数级放大。虽然诸如核酸这样的生物标记物分子能通过指数级的自我复制以增加其浓度，然而其他的生物标记物如蛋白质则不能以这种方式放大其浓度。在这种情况下，光放大就是一个很有吸引力的选择。目前，光学方法仍受到吸收谱和发射谱宽峰特征的限制。谐振腔中的光学放大通过Purcell增强或激光的形式会导致明显的光谱变窄，这样的方式会导致检测灵敏度的显著降低。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明创造的实施例提供一种基于聚苯乙烯微球生物传感器的制备方法，包括：
将10～100质量份的聚苯乙烯、1～10质量份的染料分子和10～100质量份的表面活性剂进行混合形成聚苯乙烯微球混合液；
将聚苯乙烯微球混合液置于生物标记物溶液中进行混合，静置，以使染料分子与生物标记物在聚苯乙烯微球里面进行反应实现大位移颜色可切换的激光信号转变。
进一步地，聚苯乙烯的分子量大于100000g/mol。
进一步地，聚苯乙烯微球的尺寸为1～50um。
进一步地，聚苯乙烯微球表面有纳米孔洞。
进一步地，染料分子包括有偶氮染料、蒽醌染料、芳甲烷染料、酞菁染料、硝基或亚硝基染料中的至少一种。
进一步地，表面活性剂为十二烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基溴化铵或十八烷基三甲基氯化铵中的至少一种。
进一步地，还包括：
取适量聚苯乙烯微球滴加到载玻璃片上，静置至聚苯乙烯微球的位置固定后测量其激光性能。
进一步地，将40～80质量份的聚苯乙烯、4～8质量份的染料分子和40～80质量份的表面活性剂进行混合形成聚苯乙烯微球混合液。
本发明的实施例，在制备包裹特定染料分子的聚苯乙烯微球时，染料分子的类型可以根据生物标记物分子种类进行选择，比如7-二乙氨基香豆素-3-甲醛-3-乙酰基-7-(二乙氨基)香豆素(7-diethylaminocoumarin-3-carbaldehyde-3-acetyl-7-(diethylamino)coumarin，DC)染料分子可以与高半胱氨酸(homocysteine)发生反应，3-(2-苯并咪唑基)-7-(二乙氨基)香豆素(3-(2-benzimidazolyl)-7-(diethylamino)coumarin，C7)染料分子可以与天冬酰胺内肽酶(asparaginyl endopeptidase，AEP)发生反应。由于聚苯乙烯微球表面包含多个纳米孔洞，染料分子进入到孔洞里面。将制备的包裹染料的微球放入不同的生物标记物分子进行化学反应，反应过程中染料分子的化学结构产生改变，结构变化的染料分子的激光波长会产生几十甚至上百纳米的位移，即能实现大位移的颜色可切换的激光信号转变，进而实现可视化定性检测生物标记物分子，能低至单生物标记物分子水平，提高了检测的灵敏度。如此，采用普通的光谱仪就能收集到光谱信号，或通过普通的带通滤波片，我们可以实现对激光信号的“开-关”控制，节约了成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的基于聚苯乙烯微球生物传感器的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本发明实施例提供一种基于聚苯乙烯微球生物传感器的制备方法，包括：
步骤一、将10～100质量份的聚苯乙烯、1～10质量份的染料分子和10～100质量份的表面活性剂进行混合形成聚苯乙烯微球混合液；
步骤二、将聚苯乙烯微球混合液置于生物标记物溶液中进行混合，静置，以使染料分子与生物标记物在聚苯乙烯微球里面进行反应实现大位移颜色可切换的激光信号转变。
如图1所示，在本实施例中，聚苯乙烯的分子量大于100000g/mol，优选为大于200000g/mol，通过与染料分子、表面活性剂混合形成聚苯乙烯微球，此时，聚苯乙烯微球的尺寸为1～50um。
进一步地，聚苯乙烯微球表面有纳米孔洞，需要说明的是，聚苯乙烯分子是一种链状结构的高分子化合物，组装在一起后形成表面有孔洞结构的微球，染料分子可以进入到聚苯乙烯微球里面。
具体地，染料分子包括有偶氮染料、蒽醌染料、芳甲烷染料、酞菁染料、硝基或亚硝基染料中的至少一种。
进一步地，表面活性剂为十二烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基溴化铵或十八烷基三甲基氯化铵中的至少一种。
进一步地，将40～80质量份的聚苯乙烯、4～8质量份的染料分子和40～80质量份的表面活性剂进行混合形成聚苯乙烯微球混合液
本发明实施例还包括：取适量聚苯乙烯微球滴加到载玻璃片上，静置至聚苯乙烯微球的位置固定后测量其激光性能。
本发明的一个实施例，在制备包裹特定染料分子的聚苯乙烯微球时，染料分子的类型可以根据生物标记物分子种类进行选择，由于聚苯乙烯微球表面包含多个纳米孔洞，染料分子进入到孔洞里面。将制备的包裹染料的微球放入不同的生物标记物分子进行化学反应，反应过程中染料分子的化学结构产生改变，结构变化的染料分子的激光波长会产生几十甚至上百纳米的位移，即能实现大位移的颜色可切换的激光信号转变，进而实现可视化定性检测生物标记物分子，能低至单生物标记物分子水平，提高了检测的灵敏度。如此，采用普通的光谱仪就能收集到光谱信号，或通过普通的带通滤波片，我们可以实现对激光信号的“开-关”控制，节约了成本。
以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于聚苯乙烯微球生物传感器的制备方法，其特征在于，包括：
将10～100质量份的聚苯乙烯、1～10质量份的染料分子和10～100质量份的表面活性剂进行混合形成聚苯乙烯微球混合液；
将聚苯乙烯微球混合液置于生物标记物溶液中进行混合，静置，以使染料分子与生物标记物在聚苯乙烯微球里面进行反应实现大位移颜色可切换的激光信号转变。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，聚苯乙烯的分子量大于100000g/mol。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，聚苯乙烯微球的尺寸为1～50um。
4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，聚苯乙烯微球表面有纳米孔洞。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，染料分子包括有偶氮染料、蒽醌染料、芳甲烷染料、酞菁染料、硝基或亚硝基染料中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，表面活性剂为十二烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基溴化铵或十八烷基三甲基氯化铵中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，还包括：
取适量聚苯乙烯微球滴加到载玻璃片上，静置至聚苯乙烯微球的位置固定后测量其激光性能。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将40～80质量份的聚苯乙烯、4～8质量份的染料分子和40～80质量份的表面活性剂进行混合形成聚苯乙烯微球混合液。
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