一种核壳异质型磁性聚集诱导发光荧光微球的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种核壳异质型磁性聚集诱导发光荧光微球及其制备方法，通过微乳液法将聚集诱导发光分子、双亲聚合物和磁性纳米粒子进行一步自组装，并对其表面进行羧基功能化，制得磁性聚集诱导发光荧光微球。本发明专利技术提供的磁性聚集诱导发光荧光微球制备方法工艺简单，所制备的聚集诱导发光荧光微球呈现核壳异质结构，磁壳层均匀且稀疏分布在外部，能同时大幅度保留荧光和磁性性能，具有荧光信号强、磁性强、形貌完整、分散性好、粒径分布窄、粒径可控、表面易修饰等优点，适用于复杂基质中的痕量目标分析物的超灵敏检测，在临床和突发事件的现场检测中具有广泛的应用前景，如传染病的早期筛查等。筛查等。筛查等。

【技术实现步骤摘要】
一种核壳异质型磁性聚集诱导发光荧光微球的制备方法


[0001]本本专利技术属于纳米合成及其分析应用领域，具体涉及一种基于聚集诱导发光的核壳异质型磁性荧光微球及其制备方法。

技术介绍

[0002]荧光分析技术因其快速灵敏、选择性好和检测方便等优势已被广泛应用于临床诊断、食品安全检测以及环境监控等领域。目前常用的荧光发光体包括有机荧光染料、量子点、上转换纳米粒子等。然而，单一的荧光发光体作为信号探针往往信号较弱，相对较低的检测灵敏度在一定程度上局限了其在超灵敏检测中的应用。近些年，随着纳米科学和技术的快速发展，各种各样的新型纳米载体(如介孔二氧化硅微球、聚苯乙烯微球)或聚合物组装体已经被报道可用于负载荧光发光体，并作为检测探针提高荧光分析的检测灵敏度。然而，传统有机荧光染料或量子点在高浓度或聚集态时荧光会大幅减弱甚至发生聚集诱导猝灭(ACQ)，因而大大限制了荧光体的装载量和探针的灵敏度，这在一定程度上制约了荧光探针在高灵敏分析领域中的应用。近年来，香港科技大学唐本忠院士课题组发现的“聚集诱导发光”(AIE)现象成为了荧光领域的研究热点。区别于传统聚集淬灭型有机荧光染料，具有聚集诱导发光性质的荧光染料在稀溶液状态下发光微弱甚至难以观察，但当在溶液中发生聚集或在固体状态下时可发出明亮的荧光。聚集诱导发光型荧光染料由于其固态发光的独特性质，解决了传统荧光发光体在高浓度下的荧光淬灭问题，这为荧光发光体载量提高和荧光分析灵敏度的提升提供了可能性。
[0003]此外，纳米探针在实际应用中面临着基质环境复杂、目标物含量低、背景色干扰等问题，这对多功能荧光纳米探针的开发提出了要求。其中，“荧光
‑
磁”双功能纳米探针同时具有荧光和超顺磁性，在生物标记、分离及检测领域具有非常广阔的应用前景。目前传统“荧光
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磁”纳米探针主要通过原位生长、层层组装、模板嵌入等方法制备，存在着荧光团装载量少、灵敏度低的问题。并且，大多“荧光
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磁”纳米探针呈现出“磁@荧光”的纳米结构，外部纳米层对磁性内核存在着较强的磁屏蔽作用，因而大大削弱了纳米探针的磁性功能。理论上，以磁性组分作为荧光纳米探针的外壳，形成一种新型的“荧光@磁”核壳异质结构纳米复合材料，可有效规避磁性组分的屏蔽效应。另外，通过增加荧光组分的质量百分比，可以轻松地改善“荧光
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磁”纳米探针的荧光性能。因此，精确控制荧光组分和磁性组分的空间分布，对于构建理想的“荧光@磁”核壳异质结构至关重要。基于此，本专利技术提出尺寸可控的核壳异质型磁性AIE荧光微球(磁性聚集诱导发光荧光微球)的制备方法。经检索未见有采用微乳液法制备核壳异质型磁性AIE荧光微球的公开文献报道。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是旨在提供一种稳定制备100
‑
1000nm的磁性AIE荧光微球，制备出的磁性AIE荧光微球具有高荧光强度、高磁性、核壳异质结构、窄粒径分布等特点。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0006]一种基于聚集诱导发光的核壳异质型磁性荧光微球的制备方法，将具有红色发射的AIE单分子、油酸修饰的磁性Fe3O4纳米粒子和双亲聚合物溶于良溶剂中，之后加入含有表面活性剂的水溶液，将溶液超声制成微乳液，去除微乳液中的良溶剂，将所得沉淀复溶于碱水中水解后得到羧基化表面，将清洗后的沉淀物复溶于缓冲液中，制得磁性聚集诱导发光荧光微球(磁性聚集诱导发光荧光微球)，其制法包括以下步骤：
[0007](1)油酸修饰的磁性Fe3O4纳米粒子(OC
‑
Fe3O4NPs)的制备
[0008](a)首先将1.59g FeCl2·
4H2O和2.59g FeCl3溶解在150mL超纯水中，通入氮气保护，并将其加热至50℃，继续保持加热15min。随后，500rpm的转速下，快速加入12.5mL NH3·
H2O，反应30min，此时溶液颜色由黄色转为黑色。然后在外加磁场的作用下收集沉淀物，并用超纯水洗涤5次。将所得的沉淀物在超声作用下溶解于100mL超纯水中。(b)接着加入1.2mL油酸，在氮气保护条件下将悬浮液于70℃下搅拌3h。最终，将合成的OC
‑
Fe3O4NPs用乙醇洗涤三次并重悬于氯仿中，测定其质量浓度备用。
[0009](2)磁性聚集诱导发光荧光微球(磁性聚集诱导发光荧光微球)的制备
[0010]通过微乳液法制备磁性聚集诱导发光荧光微球。(a)将AIE分子、双亲聚合物溶解在良溶剂氯仿中，将表面活性剂十二烷基磺酸钠(SDS)溶解在超纯水中，将所得SDS水溶液加入到上述的氯仿混合溶液后，震荡超声，得到粗乳液。(b)将所得粗乳液用细胞破碎仪进行超声处理，之后稳定在超纯水中，制得相对稳定的“水包油”微乳液。(c)将所得稳定的微乳液转移到旋蒸瓶中，使用旋转蒸发仪去除氯仿，制得定形的磁性聚集诱导发光荧光微球，将其置于外磁场下磁吸去除上清，沉淀用碱水复溶进行表面水解。(d)将碱水水解的磁性聚集诱导发光荧光微球磁吸清洗，最后分散在缓冲液中。(e)通过改变氯仿相和水相的体积、SDS的浓度、双亲聚合物质量、超声功率和时间，可调控制备得到100
‑
1000nm直径的磁性聚集诱导发光荧光微球。(f)通过调节AIE和OC
‑
Fe3O4NPs的投料量，可调控磁性聚集诱导发光荧光微球的荧光和磁性能。
[0011]本专利技术还提供了上述方法制备的一种核壳异质型磁性聚集诱导发光荧光微球，其呈现明显的核壳异质结构，AIE自聚集位于内核，磁性Fe3O4纳米粒子磁壳层均匀且稀疏分布在外部的双亲性聚合物壳层表面，同时大幅度保留荧光和磁性性能，且荧光信号强、磁性强、形貌完整、分散性好、粒径分布窄、粒径可控、表面易修饰。
[0012]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0013](1)本专利技术所用的制备磁性聚集诱导发光荧光微球的工艺简单，无需复杂仪器，时间较短。且制备的聚集诱导发光荧光微球呈现核壳异质结构，具有荧光信号强、磁性强、形貌完整、分散性好、粒径分布窄、粒径可控等优点。
[0014](2)本专利技术通过调整油相体积、油水比、表面活性剂浓度、乳化功率和乳化温度，可以调整制得的磁性聚集诱导发光荧光微球的粒径，可满足不同应用场景的需求。
[0015](3)本专利技术聚合物的羧基化表面可用于直接生物修饰偶联，无需进一步官能团功能化。磁性功能适用于复杂基质中的痕量目标分析物的超灵敏检测，在临床和突发事件的现场检测中具有广泛的应用前景，如传染病的早期筛查等。
附图说明
[0016]图1为磁性聚集诱导发光荧光微球的透射电子显微镜表征图。
[0017]图2为磁性聚集诱导发光荧光微球的荧光光谱图。
[0018]图3为本专利技术制备磁性聚集诱导发光荧光微球的合成示意图。
具体实施方式
[0019]以下将对本专利技术的具体实施方式进行详细描述。为了避免过多不必要的细节，在以下实施例中对属本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种核壳异质型磁性聚集诱导发光荧光微球的制备方法，其特征在于：通过微乳液法将聚集诱导发光分子(AIE)、双亲聚合物和磁性纳米粒子进行一步自组装，并对其表面进行羧基功能化，制得磁性聚集诱导发光荧光微球。2.根据权利要求1所述的一种核壳异质型磁性聚集诱导发光荧光微球的具体制备方法，其特征在于，将聚集诱导发光分子、双亲聚合物和磁性纳米粒子溶于良溶剂中，加入表面活性剂水溶液，将溶液制成微乳液；去除微乳液中的良溶剂，将所得沉淀复溶于碱水中水解后得到羧基化表面，制得磁性聚集诱导发光荧光微球；包括以下步骤：(1)油酸修饰的磁性Fe3O4纳米粒子(OC
‑
Fe3O
4 NPs)的制备(1
‑
1)将1.5
‑
3.0g FeCl2·
4H2O和2.5
‑
5.0g FeCl3溶解在150
‑
200mL超纯水中，通入氮气保护，并将其加热至50℃，继续保持加热15
‑
30min；(1
‑
2)500rpm的转速下，快速加入12.5
‑
25mL NH3·
H2O，反应30
‑
60min，此时溶液颜色由黄色转为黑色；(1
‑
3)在外加磁场的作用下收集沉淀物，并用超纯水洗涤5次；将所得的沉淀物在超声作用下溶解于100
‑
200mL超纯水中；(1
‑
4)加入1.2
‑
2.4mL油酸(OC)，在氮气保护条件下将悬浮液于70℃下搅拌3
‑
6h，合成OC
‑
Fe3O
4 NPs；(1
‑
4)将合成的OC
‑
Fe3O
4 NPs用乙醇洗涤三次并重悬于氯仿中，测定其质量浓度备用；(2)磁性聚集诱导发光荧光微球的制备(2
‑
1)称取双亲性聚合物聚马来酸酐
‑
十八烯共聚物(PMAO)溶于三氯甲烷，配制终浓度为100
‑
150mg mL
‑1；配制0.2
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏瑜，熊勇华，冷远逵，黄小林，赖卫华，吴雨豪，黎晓阳，郭亮，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：发明
国别省市：