[发明专利]一种水凝胶微球型荧光传感器、制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种传感器、制备方法及应用，更具体地说涉及一种水凝胶微球型荧光传感 器、制备方法及应用。

背景技术

在传统的荧光传感器系统中，荧光探针被悬浮于水溶液中或固定在固体基质上。当加入 检测物时，分散于水相中荧光探针可以检测是否有目标分子出现。如果有目标分子，荧光探 针会出现很直接的荧光变化。但是也有一定的局限性，比如荧光探针在整个检测体系中比较 分散，检测灵敏度一般；有时候检测物有颜色比较复杂，一旦荧光探针加入到检测物中就无 法分离出来，而且很难进行荧光分析检测等。虽然把荧光探针固定在固体基质表面可以解决 这些问题，但是在水洗过程中，荧光探针很容易脱落。

水凝胶是一种三维亲水性网络状聚合物，因其具有高含水量及灵活多变的柔性结构，并 易于模拟活体组织而被广泛应用于生物医学工程领域。如聚乙二醇(PEG)水凝胶材料的生物 相容性好、免疫原性低且可操控性强，可通过物理或化学交联的方法得到不同结构和功能的 水凝胶，其中PEG丙烯酸酯类衍生物因具有较好的光聚合性能而成为最常用的PEG基水凝胶 前体。在光引发剂和紫外光作用下，聚乙二醇双丙烯酸酯(PEG-DA)能在室温下迅速聚合成 PEG-DA水凝胶，反应时间短、成型快且耗能低。此外，紫外光聚合反应可实现空间与时间上 的可控，形成结构多样的水凝胶，不仅可以作为药物载体或组织修复与再生的细胞支架材料， 还可作为构建微流体芯片细胞培养平台的基质材料。

传统的检测离子的方法有原子吸收光谱法和电感耦合等离子体质谱法。但由于昂贵检测 花费，苛刻的检测要求，以及漫长的检测耗时都限制了对离子的快速检测。如果利用水凝胶 材料的上述优点，将其包裹荧光探针；水凝胶与探针充分混合，再通过紫外光聚合反应就可 以直接加工成具有微球结构的适于荧光分析检测的荧光传感器。再结合荧光显微镜，就可以 很方便的进行分析检测离子。

发明内容

本发明克服现有技术存在的问题，提供用于检测离子的水凝胶微球型荧光传感器，同时 提供其制备方法及应用。

本发明技术构思如下：利用水凝胶材料的优点，将其应用于包裹荧光探针。水凝胶与探 针充分混合，通过紫外光聚合反应直接加工成具有微球结构的适于荧光分析检测的荧光传感 器系统。成功固化后的水凝胶微球具有很好的柔性结构，且不会释放出水凝胶单体，所以不 会影响检测。又因为是网状结构，所以被包裹的荧光探针非常稳定得分散于水凝胶中，不会 从微球中泄露出来，而且检测物可以自由的进出整个微球传感器体统。结合荧光显微镜，可 以很方便的进行分析检测离子、分子、气体等物质。

本发明解决其技术问题的技术方案如下：

本发明的水凝胶微球型荧光传感器，其是由水凝胶包裹荧光探针形成的直径为300-500 μm的微球。

本发明的水凝胶微球型荧光传感器，其进一步的技术方案是所述的水凝胶为聚氨酯水凝 胶、聚乙二醇双丙烯酸酯水凝胶、聚丙烯酸水凝胶、聚甲基丙烯酸水凝胶、聚丙烯酰胺水凝 胶或聚N-聚代丙烯酰胺水凝胶。

本发明的水凝胶微球型荧光传感器，其进一步的技术方案还可以是所述的荧光探针包括 检测汞离子荧光探针、检测铅离子荧光探针、检测硫化氢荧光探针、检测金离子荧光探针、 检测次氯酸根离子荧光探针、检测新霉素的囊泡荧光探针或检测谷胱甘肽荧光探针。

其中，检测汞离子荧光探针分子式包括以下结构：

检测铅离子荧光探针分子式包括以下结构：

检测硫化氢荧光探针分子式包括以下结构：

检测金离子荧光探针分子式包括以下结构：

检测次氯酸根离子荧光探针分子式包括以下结构：

检测新霉素的囊泡分子式包括以下结构：

本发明上述的水凝胶微球型荧光传感器的制备方法，其包括以下步骤：水相由副通道入 口、油相由主通道入口分别推射进入T型结构微流体芯片，油相和水油在微流体芯片通道交 叉处形成微球，然后进行光固化，即得到微球型荧光传感器。