[发明专利]一种基于新型双亲性聚合物超声乳液法制备亲水量子点的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型双亲性聚合物超声乳液法制备亲水量子点的制备方法，属于纳米材料制备技术领域。

背景技术

近年来，量子点以其独特的光学性质被广泛应用于生物医学检测当中，高质量的量子点通常具有核壳结构，如CdSe/ZnS，壳层的存在可以保证量子点的荧光性质的稳定性。但是合成量子点的过程大多是经过高温的条件下在有机相中完成的，得到的量子点虽然具有很好的光学性质，但是这种量子点表面包覆着大量的配体分子而呈现疏水性，只能溶于有机溶剂，如环己烷、三氯甲烷等，不能直接应用到生物体系中。要应用到生物医学领域，首先必须对其表面进行亲水性改性，亲水性改性的方法有很多种，主要可以分为两种：配体交换和双亲性聚合物改性。

配体交换法主要是用同时具有亲水性和功能团的分子取代量子点表面的疏水配体如三辛基氧化膦，通常这种配体一端具有巯基，与量子点表面具有络合作用，另一端具有羧基或羟基，赋予量子点亲水性，最经常使用的如巯基乙酸、巯基丙酸、L-半胱氨酸等。这种改性方法操作起来很简单，而且得到的亲水性量子点粒径很小，同时具有功能基团(羧基或氨基)，可以方便地与蛋白、多肽及核酸等偶联。但是由于巯基等基团与量子点表面的络合作用不是特别强，很容易发生脱落，导致改性后量子点不稳定，在保存过程中以及在培养细胞的介质中发生团聚，量子产率也会下降。与配体交换法相比，双亲性聚合物改性方法是通过在疏水性的量子点表面直接包裹双亲性的聚合物得到的。双亲性高分子的疏水链段与量子点表面的疏水配体通过疏水力稳定结合，而亲水链段则赋予量子点以亲水性。由于这种方法没有直接与纳米晶的表面反应，因而不会造成量子点的表面缺陷，但是在量子点的疏水基团外面自组装一层高分子会使量子点的水力直径改变较大。

综上所述，尽管量子点的亲水性改性只是整个的生物应用过程的第一步，但是却有着至关重要的作用。总体来说，亲水性改性的方法需要同时满足很多条件，例如改性后的量子点要保持较小的粒径，生物相容性要好，表面要有功能基团可以偶联生物分子和靶向分子，且在生物环境中不发生非特异性反应，目前没有一种改性方法能同时满足上述所有要求。聚马来酸酐-alt-1-十八碳烯(Poly(maleic anhydride-alt-1-octadecene)，PMAO)价格低廉且已经商品化，顾名思义聚马来酸酐-alt-1-十八碳烯是一种由马来酸酐分子和一个十八烯长链组成的双亲性聚合物。双亲性聚合物改性量子点后，量子点稳定性增加，荧光效率维持较高，而超声乳液法制备的亲水性量子点，粒径均匀，而且水力直径控制较好。因此本文拟采用聚马来酸酐-alt-1-十八碳烯通过超声乳化法对量子点进行改性，能有效控制量子点的粒径并保持量子点产率，制备亲水性的量子点。

发明内容

鉴于目前量子点改性方面的缺陷，为了使量子点更好的应用于肿瘤诊断等领域，本发明提供一种Zeta负电性较高，粒径得到控制且更均匀而荧光产率维持更好的的新型聚马来酸酐-alt-1-十八碳烯超声乳液改性方法。

聚马来酸酐-alt-1-十八碳烯(Poly(maleic anhydride-alt-1-octadecene)，PMAO)是由马来酸酐部分和十八烯长链形成的一种双亲性聚合物，价格低廉且已经商品化。这种双亲性聚合物(重均分子量30000-50000)，可以通过超声乳液法改性量子点并且粒径分布更为均匀，体系稳定，由于马来酸酐部分含有大量的羧基，容易进行多功能化且羧基带有负电性。

本发明的技术方案如下：

一种基于新型双亲性聚合物超声乳液法制备亲水量子点的制备方法；其步骤如下：

1)将质量分数配比为聚马来酸酐-alt-1-十八碳烯：量子点＝50～200:1加入到反应器，然后向反应器中加入二氯甲烷，形成聚马来酸酐-alt-1-十八碳烯的油相；

2)将开环剂2,2′-(乙烯二氧)双(乙胺)加入到反应器，然后向反应器中加入去离子水，形成2,2′-(乙烯二氧)双(乙胺)的水相；

3)将油相滴入水相，形成水油均匀的乳液分散体系，将所得乳液分散体系用超声波分散仪进行超声分散；

4)将上述乳液室温下在旋转蒸发仪上进行旋蒸，当有机溶剂挥发后，继续旋蒸至溶液澄清后停止旋蒸，离心得到亲水性的量子点。

形成聚马来酸酐-alt-1-十八碳烯的油相中，聚马来酸酐-alt-1-十八碳烯的浓度优选为2～5mg/mL。

形成2,2′-(乙烯二氧)双(乙胺)的水相中，2,2′-(乙烯二氧)双(乙胺)浓度优选为5～20uL/mL。