[发明专利]一种内部载有量子点的荧光聚合物微球及其制备方法

说明书

本发明公开了一种内部载有量子点的荧光聚合物微球及其制备方法。首先将丙烯酸和S‑1‑十二烷基‑S′‑(α,α′‑二甲基‑α″‑乙酸)三硫代碳酸酯共聚得到大分子RAFT试剂PAA‑TTC；再以甲基丙烯酸缩水甘油酯为功能单体，大分子RAFT试剂PAA‑TTC为稳定分散剂，加入交联剂，通过RAFT光分散聚合方法，合成了交联PGMA微球；然后将得到的微球在有机溶剂中溶胀后，加入巯基丙酸配体稳定的硒化镉量子点，在加热条件下，加入催化剂，使巯基丙酸配体上的羧基与微球内部的环氧基团发生反应，从而制备得到内部载有荧光量子点的聚合物微球。通过在微球内部引入环氧基基团，可以与巯基丙酸配体稳定的水溶性量子点反应，为量子点荧光聚合物微球的制备提供了一种新的路径，得到的荧光聚合物微球粒径均匀，单分散性好，荧光性能非常稳定而持久。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，更具体地，涉及一种内部载有量子点的荧光聚合物微球及其制备方法。

背景技术

尺寸在纳米至微米级的、球表面或内部载有荧光物质的聚合物微球，因其稳定的形貌结构及高效的发光效率，在生物医学检测、体内标记、免疫分析、固定化酶等领域具有巨大的应用潜力。目前，荧光聚合物微球的制备方法主要有物理和化学两种方法。物理方法制备聚合物荧光微球是一种最直接、最简单的方法，往往是通过微球表面的物理吸附力、或氢键作用力、或嵌入、包裹等方式，将荧光物质与聚合物微球进行结合，该种方法最大的优点是不会影响聚合物微球原有的形态和单分散性。但这种方法同时也有难制备高荧光强度的微球，且易导致荧光物质泄漏等缺点。而接枝法和共聚法能够将荧光物质通过化学反应方式牢固的与聚合物微球结合，很好解决了泄漏的问题，但这类方法前者往往接枝率不高，或者添加量有一定的限制。因此，不同的制备方法都各有优缺点，需要根据制备需求来选择合适的方法，或将两者方法有点结合。

用于制备聚合物微球的荧光物质主要包括有机荧光染料、发光稀土元素、量子点等。荧光素类、罗明丹类、香豆素类等有机荧光染料是最常用的荧光物质，其具有荧光效率高、重复性好、易处理等优点，这些有机荧光染料大多含有活性基团，通过化学改性或者物理共价键方式可以很方便引入到聚合物微球中，制备的聚合物荧光微球广泛用于荧光成像、免疫分析、DNA测序中。发光稀土元素是最近几年研究较多的荧光物质，载有稀土元素的荧光微球特别适合用于生物样品体外的免疫分析，同时在细胞检测、生物成像、及药物筛选和分析等方面也有很多应用。稀土发光元素中常用的是三价镧系元素的螯合物，先要合成稀土金属纳米粒子，将这些金属纳米粒子进行改性后，通过包埋或共聚的方式复合到聚合物微球中。同时，通过控制加入金属纳米粒子的量来有效的控制聚合物微球的金属荧光物质负载量。量子点是三维尺寸都在2～10nm范围内一种金属纳米粒，具有限制电子和电子空穴的量子效应，能发出特定频率的光，并且发出的光的频率会随着这种半导体的尺寸的改变而变化，量子点作为标记探针特别适用于高灵敏度、活体动态示踪观察等生命科学相关领域。因此，将量子点引入到聚合物微球中，使其更好发挥在如细胞免疫荧光成像、流式细胞术、荧光免疫吸附分析等方面的应用，自然就成为科研工作者们关注的焦点。

当前，量子点荧光复合微球的制备方法主要有溶胀法、层层自组装法和共聚法。溶胀法操作简单，但是存在单个荧光微球之间荧光亮度差异较大的问题；层层自组装法制备量子点荧光微球的方法较为简单，但是面临着可控性差、稳定性差、荧光性能下降等问题；共聚法制备得到的荧光微球亮度均一，量子点和微球结合牢固，但是在聚合过程中量子点极易氧化、聚集，从而导致量子点的荧光强度下降甚至淬灭。因此，需要提供一种新的荧光聚合物微球的制备方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述缺陷和不足，提供一种内部载有量子点的荧光聚合物微球的制备方法。以甲基丙烯酸缩水甘油醚(GMA)为功能单体，大分子RAFT试剂PAA-TTC为稳定剂、加入光引发剂、RAFT试剂、交联剂，通过RAFT光分散聚合的方法制备交联的GMA共聚微球，所获得微球溶胀吸附巯基丙酸配体稳定的量子点，获得了内部载有量子点的荧光聚合物微球。

本发明的另一目的在于提供由上述方法制备得到的荧光聚合物微球。