一種薄殼復(fù)合熒光硅球的制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)一種薄殼復(fù)合熒光硅球的制備方法，屬熒光材料制備技術(shù)領(lǐng)域。本方法采用表面接枝技術(shù)合成了以甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)為單體，烯丙基熒光素作為熒光染料、二乙烯基苯(DVB)為交聯(lián)劑，2,2'-偶氮二已丁腈(AIBN)為引發(fā)劑的無機(jī)-有機(jī)復(fù)合的薄殼熒光硅球(SiO2@KH570@Poly(HEMA-co-DVB))。制備的SiO2@KH570@Poly(HEMA-co-EGDMA)微球具有粒徑分布范圍窄，合成簡(jiǎn)單，分散性好，熒光發(fā)射強(qiáng)等特點(diǎn)。而且硅球外部的薄殼由可聚合的熒光染料通過聚合反應(yīng)包覆在硅球表面，可有效防止有機(jī)染料的泄漏，增強(qiáng)了材料對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種無機(jī)-有機(jī)復(fù)合的薄殼突光娃球的制備方法，屬突光材料制備
。
技術(shù)介紹
熒光標(biāo)記的生物分子可廣泛用于生命科學(xué)研究和疾病診斷領(lǐng)域。傳統(tǒng)熒光染料(如異硫氰酸熒光素、羅丹明、菁染料等)主要缺點(diǎn)是:在持續(xù)光源照射下，有機(jī)熒光基團(tuán)的光穩(wěn)定性較差，且熒光亮度不高，斯托克位移也較小，這限制了它們?cè)谧匀桓弑尘盁晒猸h(huán)境樣品中的應(yīng)用；活細(xì)胞體內(nèi)環(huán)境復(fù)雜，這大大增加了有機(jī)突光基團(tuán)光降解和光漂白的幾率，容易導(dǎo)致假陽性和假陰性的結(jié)果，并且對(duì)長(zhǎng)時(shí)間細(xì)胞監(jiān)測(cè)及三維光學(xué)切片成像結(jié)果造成干擾；因?yàn)橛袡C(jī)熒光基團(tuán)與待檢測(cè)生物分子(如DNA、蛋白質(zhì)等)的特異性結(jié)合需要通過一定的化學(xué)鍵作用完成，因此僅有一定數(shù)量的熒光基團(tuán)可以與生物分子結(jié)合；同時(shí)，痕量目標(biāo)分析物的檢測(cè)需要通過信號(hào)放大來完成，這增大了分析過程的復(fù)雜程度。盡管近年來新一代熒光染料(如Alexa染料等)大大提高了信號(hào)分子的效率，但是以上缺陷仍亟待克服。突光微球(Fluorescent microsphere)作為一種特殊的功能微球，以其穩(wěn)定的形態(tài)結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定而高效的發(fā)光效率等特點(diǎn)，越來越受到廣大科研工作者的傾愛。新近發(fā)展起來的熒光微球粒度均一、單分散性好、穩(wěn)定性好、發(fā)光效率高。熒光微球一般指微球的表面標(biāo)有熒光物質(zhì)(包括表面 包覆)或微球體內(nèi)結(jié)構(gòu)含有熒光物質(zhì)(如包埋或聚合)的微球，受到外界能量刺激能激發(fā)出熒光。它是一種載有熒光分子的功能性微球，其外形可以為任意形狀，一般為球形。近年來，隨著熒光探針技術(shù)研究的深入，人們已經(jīng)能夠制備各種各樣的粒徑從納米級(jí)到亞微米級(jí)的熒光微球。可有效克服上述的熒光強(qiáng)度弱，光漂白和背景熒光的限制。綜上，本專利技術(shù)涉及的復(fù)合型薄殼熒光硅球具有粒徑分布范圍窄，合成簡(jiǎn)單，分散性好，熒光發(fā)射強(qiáng)等特點(diǎn)。而且硅球外部的薄殼由可聚合的熒光染料通過聚合反應(yīng)包覆在硅球表面，可有效防止有機(jī)染料的泄漏，增強(qiáng)了材料對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)采用表面接枝技術(shù)和共聚法，將熒光聚合物薄膜接枝到SiO2球表面，制備出外殼可發(fā)光的復(fù)合熒光硅球。具體方法:甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)為聚合單體，烯丙基熒光素作為熒光試劑和輔助聚合單體、二乙烯基苯(DVB)為交聯(lián)劑，2，2’-偶氮二異丁腈(AIBN)為引發(fā)劑，KH570修飾后的SiO2球作為核，采用熱引發(fā)方式引發(fā)聚合制備SiO2OKH570iPoly (HEMA-co-DVB)熒光微球。本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案是:，按照下述步驟進(jìn)行:(I) Si02@KH570納米球的制備采用堿催化水解法制備SiO2納米球。乙醇與蒸餾水(1:1，v/v)中加入氨水，超聲5分鐘，磁力攪拌。量取正硅酸四乙酯(TEOS)緩慢滴入上述溶液中，滴加完畢后，室溫條件下反應(yīng)8~24小時(shí)。量取3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)緩慢滴加到生成的乳白色分散液中，繼續(xù)攪拌12小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，利用高速離心機(jī)收集SiO2球，在真空干燥箱中60度以下干燥一晚。(2) Si02iKH570iPoly (HEMA-co-DVB)微球的制備 將Si02@KH570納米球超聲分散在乙腈中，再分別加入甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)、烯丙基熒光素和交聯(lián)劑二乙烯基苯(DVB);混合均勻后加入單體總物質(zhì)的量的2.5%的引發(fā)劑偶氮二異丁腈(AIBN)。通入氮?dú)?5分鐘排除空氣，在氮?dú)夥諊旅芊狻２捎脽嵋l(fā)聚合方式，將其置于60°C恒溫油浴鍋中加熱24小時(shí)，聚合完成后，得黃色粗產(chǎn)品。用乙醇浸泡洗滌至洗液無色，使用熒光分光計(jì)檢測(cè)洗液無發(fā)光物質(zhì)存留。其中步驟(1)中50 mL乙醇與蒸餾水(1:1，v/v)中加入2.0 mL氨水，再加入2.0mL的正硅酸四乙酯(TE0S)，最后量取lmL3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)。其中步驟(2)中每60 mL乙腈中超聲分散250 mg Si02iKH570納米球，每60 mL乙腈分別加入f 3mmol HEMA,0.03、.07g烯丙基熒光素和0.1~?.0 mL交聯(lián)劑DVB。本專利技術(shù)的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)在于使用乙烯基修飾的熒光素作為熒光染料與單體、交聯(lián)共聚，使烯丙基熒光素均勻分散在微球殼層內(nèi)，使微球發(fā)光均勻；利用表面接枝技術(shù)制備粒徑分布范圍窄的亞微米級(jí)的熒光微球。【附圖說明】圖1 Si02@KH570 @Poly (HEMA-co-DVB)微球的透射電鏡(TEM)。從圖中可看出，微球的直徑約為0.27 μ m，殼層厚度約為5nm，粒徑均一，分散性較好。圖2 Si02iKH570iPoly(HEMA-co-DVB)微球的掃描電鏡(SEM)。從圖中可知，微球有較好的球形形貌，粒徑較為均一，直徑約為270 nm。圖3 Si02iKH570iPoly (HEMA-co-DVB)熒光光譜。從圖中可知，微球的熒光發(fā)射峰為 521 nm。【具體實(shí)施方式】下面結(jié)合具體實(shí)施實(shí)例對(duì)本專利技術(shù)做進(jìn)一步說明，但本專利技術(shù)不限于這些實(shí)施例。實(shí)施例1 每60 mL乙腈中超聲分散250 mg Si02iKH570球，向分散液中分別加入Immol的HEMA、0.03g烯丙基熒光素和0.1mL DVB ;混合均勻后加入單體總物質(zhì)的量的2.5%的引發(fā)劑偶氮二異丁腈(AIBN)。通入氮?dú)?5分鐘排除空氣，在氮?dú)夥諊旅芊狻２捎脽嵋l(fā)聚合方式，將其置于60°C恒溫油浴鍋中加熱24 h，聚合完成后，得黃色粗產(chǎn)品。用乙醇浸泡洗滌至洗液無色，使用熒光分光計(jì)檢測(cè)洗液無發(fā)光物質(zhì)存留。實(shí)施例2 每60 mL乙腈中超聲分散250 mg Si02@KH570納米球，向分散液中分別加入3mmol HEMA、0.07g烯丙基熒光素和1.0 mL DVB ;混合均勻后加入單體總物質(zhì)的量的2.5%的引發(fā)劑偶氮二異丁腈(AIBN)。通入氮?dú)?5分鐘排除空氣，在氮?dú)夥諊旅芊狻２捎脽嵋l(fā)聚合方式，將其置于60°C恒溫油浴鍋中加熱24 h，聚合完成后，得黃色粗產(chǎn)品。用乙醇浸泡洗滌至洗液無色，使用熒光分光計(jì)檢測(cè)洗液無發(fā)光物質(zhì)存留。 實(shí)施例3每60 mL乙腈中超聲分散250 mg Si02@KH570納米球，向分散液中分別加入2mmol HEMA、0.05g烯丙基熒光素和0.5mL DVB ;混合均勻后加入單體總物質(zhì)的量的2.5%的引發(fā)劑偶氮二異丁腈(AIBN)。通入氮?dú)?5分鐘排除空氣，在氮?dú)夥諊旅芊狻２捎脽嵋l(fā)聚合方式，將其置于60°C恒溫油浴鍋中加熱24 h，聚合完成后，得黃色粗產(chǎn)品。用乙醇浸泡洗滌至洗液無色，使用熒光 分光計(jì)檢測(cè)洗液無發(fā)光物質(zhì)存留。TEM、SEM和熒光發(fā)射光譜分別見圖1、圖2和圖3。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種薄殼復(fù)合熒光硅球的制備方法，其特征在于按照下述步驟進(jìn)行：（1）SiO2@KH570納米球的制備采用堿催化水解法制備SiO2納米球；乙醇與蒸餾水（1:1，v/v）中加入氨水，超聲5分鐘，磁力攪拌；量取正硅酸四乙酯（TEOS）緩慢滴入上述溶液中，滴加完畢后，室溫條件下反應(yīng)8~24小時(shí)；量取3?甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH570）緩慢滴加到生成的乳白色分散液中，繼續(xù)攪拌12小時(shí)；反應(yīng)結(jié)束后，利用高速離心機(jī)收集SiO2球，在真空干燥箱中60度以下干燥一晚；（2）SiO2@KH570@Poly(HEMA?co?DVB)微球的制備將SiO2@KH570納米球超聲分散在乙腈中，再分別加入甲基丙烯酸羥乙酯HEMA、烯丙基熒光素和交聯(lián)劑二乙烯基苯DVB；混合均勻后加入單體總物質(zhì)的量的2.5%的引發(fā)劑偶氮二異丁腈(AIBN)；通入氮?dú)?5分鐘排除空氣，在氮?dú)夥諊旅芊猓徊捎脽嵋l(fā)聚合方式，將其置于60℃恒溫油浴鍋中加熱?24?小時(shí)，聚合完成后，得黃色粗產(chǎn)品；用乙醇浸泡洗滌至洗液無色，使用熒光分光計(jì)檢測(cè)洗液無發(fā)光物質(zhì)存留。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種薄殼復(fù)合熒光硅球的制備方法，其特征在于按照下述步驟進(jìn)行:(l)Si02@KH570納米球的制備 采用堿催化水解法制備SiO2納米球； 乙醇與蒸餾水(1:1，v/v)中加入氨水，超聲5分鐘，磁力攪拌； 量取正硅酸四乙酯(TEOS)緩慢滴入上述溶液中，滴加完畢后，室溫條件下反應(yīng)8~24小時(shí)； 量取3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)緩慢滴加到生成的乳白色分散液中，繼續(xù)攪拌12小時(shí)； 反應(yīng)結(jié)束后，利用高速離心機(jī)收集SiO2球，在真空干燥箱中60度以下干燥一晚； (2) Si02iKH570iPoly (HEMA-co-DVB)微球的制備 將Si02@KH570納米球超聲分散在乙腈中，再分別加入甲基丙烯酸羥乙酯HEMA、烯丙基熒光素和交聯(lián)劑二乙烯基苯DVB ;混合均勻后加入單體總物質(zhì)的量的2.5%的引發(fā)劑偶氮二...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：高林，閆永勝，王吉祥，李秀穎，李春香，張岐，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：江蘇大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇;32