本发明专利技术公开了一种近红外聚苯乙烯荧光微球的制备方法，包括如下步骤：(1)首先合成激发和发射波长都处于近红外区的母体染料(λ<subgt;abs</subgt;～610nm，λ<subgt;em</subgt;～650nm)，再对母体染料进行结构修饰，在染料底环羧基处修饰烯烃键；(2)再采用无皂乳液聚合法，在氮气氛围下，将含烯烃键的近红外染料和苯乙烯以及羧基单体进行共聚合，得到近红外聚苯乙烯荧光微球。本发明专利技术制得的荧光微球具有荧光强度高、粒径均一、分散性好，染料不易泄漏的优点，可用于免疫层析试纸条的测试，因其激发和发射波长都处于近红外区，可以有效降低试纸条自身背景荧光的干扰。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种近红外聚苯乙烯荧光微球的制备方法。
技术介绍
1、侧流免疫层析(lfia)作为便携式测试技术(poct)中的方法之一，由于其低成本、便携性和短时间检测等独特优势，广泛用于生物医学领域中的生物标志物、蛋白质和激素的检测，以及食品安全中的生物毒素和病原体的检测。
2、与其他免疫检测方法不同，lfia通常使用标记的粒子来呈现信号。传统的胶体金纳米颗粒因其制备简单，色彩鲜艳，被广泛用作层析标记物。但是胶体金颗粒难以定量分析，且假阳性高。随着纳米材料的发展，各种荧光标记物不断涌现来实现定量分析，例如量子点、碳点和上转换发光材料等，这极大的促进了lfia的发展。然而，从目前标记粒子的使用效果来看，尽管它们具有出色的荧光稳定性和高荧光强度，但用紫外光或近紫外光照射时，原本无色的试纸条或样本也可能产生背景荧光，从而影响检测结果。因此，近年来，为了避免上述缺陷并消除背景荧光的干扰，一种通过时间延迟的时间分辨荧光微球被提出来。时间分辨微球可以通过长荧光寿命来区分检测信号和背景信号，从而最小化背景荧光的干扰并提高检测的准确性。然而，与其他荧光分析仪器相比，时间分辨微球的分析仪器价格昂贵且操作复杂。
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术目的旨在提供一种近红外聚苯乙烯荧光微球制备方法，该方法制得的微球激发和发射波长都处于近红外区(λabs～610nm，λem～650nm)，可以有效降低背景荧光的干扰(试纸条在近红外区的激发波长下基本不会发出背景荧光)，提高检测的准确性。</p>2、技术方案：本专利技术所述的近红外聚苯乙烯荧光微球的制备方法，包括如下步骤：
3、(1)合成激发和发射波长都处于近红外区的染料母体(λabs～610nm，λem～650nm)，并对染料母体结构进行改性，在染料底环羧基处修饰烯烃键，得到含烯烃键的近红外染料，其结构式为：
4、
5、式(i)中，r为烯烃；或r为含有芳香基、羰基、酰胺基、杂环的烯烃衍生物；
6、(2)采用无皂乳液聚合法，在惰性气体保护下，将苯乙烯单体、含烯烃键的近红外染料以及羧基单体进行聚合，得到近红外聚苯乙烯荧光微球。
7、其中，步骤(1)中，含烯烃键的近红外染料采用如下方法制备而成，具体步骤如下：
8、(1.1)将6-氨基-1,2,3,4-四氢-1-萘酮、碘甲烷和碳酸钾溶于dmf中，室温反应，反应结束后，过滤，减压浓缩，然后用硅胶层析柱得到6-(二甲基氨基)-3,4-二氢萘-1(2h)-酮；
9、(1.2)将4-二乙氨基酮酸和6-(二甲基氨基)-3,4-二氢萘-1(2h)-酮溶解在浓硫酸中，高温反应，反应结束后，加入高氯酸，抽滤，再用甲醇重结晶，得到近红外染料母体；
10、(1.3)将近红外染料母体溶解在dmf中，再加入过量的二环己基碳二亚胺和n-羟基丁二酰亚胺，室温反应，反应结束后，旋蒸除溶剂，用二氯甲烷和水萃取，收集有机相，并用无水硫酸镁干燥，旋蒸除溶剂，得到固体；
11、(1.4)将固体溶解在dmf中，再加入过量含烯烃键的哌嗪衍生物，室温反应，反应结束后，旋蒸除溶剂，用硅胶层析柱分离纯化得到含烯烃键的近红外染料。
12、其中，步骤(1.3)中，二环己基碳二亚胺与近红外染料母体的加入摩尔比不小于2：1；n-羟基丁二酰亚胺与近红外染料母体的加入摩尔比不小于2：1。
13、其中，步骤(2)中，苯乙烯、含烯烃键的近红外染料和羧基单体的质量比为900～950：2：50～100。本专利技术采用含烯烃键的近红外染料为共聚单体可以有效降低染料泄漏，也能防止染料受外界环境的影响，染料外有高分子包裹。
14、其中，所述羧基单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、琥珀酸单[2-[(2-甲基-丙烯酰基)氧]乙基]酯或邻苯二甲酸2-甲基丙烯酰氧乙酯中的一种。羧基单体能使得到的纳米聚苯乙烯微球表面带有羧基基团，便于和抗体或抗原偶联应用于生物医学检测。
15、其中，步骤(2)中，无皂乳液聚合法具体过程为：先将水加入反应装置中，通入惰性气体置换反应装置内的空气，搅拌后先加入苯乙烯单体和羧基单体，加热搅拌，升至反应温度后加入引发剂，再加入含烯烃键的近红外染料，共聚反应结束后，冷却至室温，得到近红外聚苯乙烯荧光微球。
16、其中，所述聚合温度为75～80℃，聚合时间为12～18h。
17、其中，引发剂为过硫酸钾或过硫酸铵，引发剂加入量为苯乙烯单体质量的2～2.3％。
18、有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有如下显著的优点：(1)本专利技术得到的微球表面羧基含量高，能够避免稳定剂、表面活性剂等添加剂对微球后续偶联抗原或抗体效率的影响；(2)本专利技术采用含烯烃键的近红外染料作为微球的共聚单体可以有效降低荧光分子泄漏问题的发生(通过单体和含双键染料共聚，将染料分子共价掺入微球中，可以避免染料泄漏，且微球荧光强度高)，也能够有效保护染料免受外界环境的影响(染料易受到环境温度、ph等因素的影响导致荧光强度大幅度降低)，使所制得的荧光微球始终保持高的荧光强度，从而进行后续应用时具有良好的检测灵敏度(检测下限值低)；(3)本专利技术所制得的近红外聚苯乙烯荧光微球，因其激发和发射波长都处于近红外区(λabs～610nm，λem～650nm)，可以有效降低背景荧光的干扰。
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【技术保护点】
1.一种近红外聚苯乙烯荧光微球的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的近红外聚苯乙烯荧光微球的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，含烯烃键的近红外染料采用如下方法制备而成，具体步骤如下：
3.根据权利要求2所述的近红外聚苯乙烯荧光微球的制备方法，其特征在于：步骤(1.3)中，二环己基碳二亚胺与近红外染料母体的加入摩尔比不小于2：1；N-羟基丁二酰亚胺与近红外染料母体的加入摩尔比不小于2：1。
4.根据权利要求1所述的近红外聚苯乙烯荧光微球的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，苯乙烯、含烯烃键的近红外染料和羧基单体的质量比为900～950：2：50～100。
5.根据权利要求4所述的近红外聚苯乙烯荧光微球的制备方法，其特征在于：所述羧基单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、琥珀酸单[2-[(2-甲基-丙烯酰基)氧]乙基]酯或邻苯二甲酸2-甲基丙烯酰氧乙酯中的一种。
6.根据权利要求1所述的近红外聚苯乙烯荧光微球的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，无皂乳液聚合法具体过程为：先将水加入反应装置中，通入惰性气体置换反应装置内的空气，搅拌后先加入苯乙烯单体和羧基单体，加热搅拌，升至反应温度后加入引发剂，再加入含烯烃键的近红外染料，共聚反应结束后，冷却至室温，得到近红外聚苯乙烯荧光微球。
7.根据权利要求6所述的近红外聚苯乙烯荧光微球的制备方法，其特征在于：所述聚合温度为75～80℃，聚合时间为12～18h。
8.根据权利要求6所述的近红外聚苯乙烯荧光微球的制备方法，其特征在于：引发剂为过硫酸钾或过硫酸铵，引发剂加入量为苯乙烯单体质量的2～2.3％。
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【技术特征摘要】
1.一种近红外聚苯乙烯荧光微球的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的近红外聚苯乙烯荧光微球的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，含烯烃键的近红外染料采用如下方法制备而成，具体步骤如下：
3.根据权利要求2所述的近红外聚苯乙烯荧光微球的制备方法，其特征在于：步骤(1.3)中，二环己基碳二亚胺与近红外染料母体的加入摩尔比不小于2：1；n-羟基丁二酰亚胺与近红外染料母体的加入摩尔比不小于2：1。
4.根据权利要求1所述的近红外聚苯乙烯荧光微球的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，苯乙烯、含烯烃键的近红外染料和羧基单体的质量比为900～950：2：50～100。
5.根据权利要求4所述的近红外聚苯乙烯荧光微球的制备方法，其特征在于：所述羧基单体为丙烯酸、甲...
【专利技术属性】
技术研发人员：王志飞，韩家兴，陈路成，朱士红，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：
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