一種自發(fā)光熒光微球及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種自發(fā)光熒光微球及其制備方法，屬于功能材料技術(shù)領(lǐng)域。采用改性的St?ber方法，由苯酚、甲醛或戊二醛通過sol–gel反應(yīng)過程，制備具有自發(fā)特性的熒光微球，其熒光發(fā)光持久，不易猝滅。本發(fā)明所用制備方法簡便，不用添加任何表面活性劑和乳化劑，只需將苯酚和甲醛（或戊二醛）在水中在氨水催化下，在較低溫（反應(yīng)溫度不高于95 oC）進(jìn)行反應(yīng)即可。制得的熒光微球粒徑可控、分布均勻、單分散、具有自發(fā)熒光的特性，其發(fā)光持久，不易猝滅。本發(fā)明的熒光微球可以穩(wěn)定分散在水、乙醇、丙酮、氮，氮二甲基甲酰胺、乙腈等溶劑中，在熒光探針微球、流式細(xì)胞生物分析等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。
【專利說明】
一種自發(fā)光熒光微球及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于功能材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及為一種自發(fā)光熒光微球及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚合物熒光微球是指直徑在納米至微米級并負(fù)載有熒光物質(zhì)的聚合物微球。其外形可為任意形狀，一般為球形。其中，熒光微球以其穩(wěn)定的形態(tài)結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定而高效的發(fā)光效率，在標(biāo)記、示蹤、檢測、標(biāo)準(zhǔn)、固定化酶、免疫醫(yī)學(xué)、高通量藥物篩選等領(lǐng)域顯示出巨大的應(yīng)用潛力。因此，近年有關(guān)聚合物熒光微球高性能化的研究越來越受到國內(nèi)外科學(xué)工作者的關(guān)注，已成為本領(lǐng)域研究的熱點和難點。
[0003]聚合物熒光微球通過乳液聚合、沉淀聚合、種子聚合、分散聚合等在粒徑0.1微米至IJlOO微米都可以得到較好的單一分散性制備，并有較好的重現(xiàn)性。目前國內(nèi)外對高分子熒光微球研究有很多。其中主要是對聚苯乙烯微球，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球，密胺樹脂(MF)微球。這幾種熒光微球都可以達(dá)到良好的粒徑控制和很高的單分散性。雖然PS熒光微球、PMMA熒光微球、MF熒光微球都得以成功的制備，無論對于各學(xué)科的發(fā)展還是市場的需求，熒光微球的數(shù)量和質(zhì)量都是有很大發(fā)展前景的。并且以上這幾種微球本身不具有自發(fā)熒光的優(yōu)點，需要包載染料或量子點才可以激發(fā)出熒光，這就大大的增加了成本。并且，包載的染料或者是量子點會隨著時間的推移發(fā)生流失或是淬滅，這就大大的影響了微球的發(fā)光性能和使用壽命。
[0004]本發(fā)明利用改性的StSber方法，由苯酸、甲醛或戊二醛通過sol-gel反應(yīng)過程，制備具有自發(fā)特性的熒光微球，其熒光發(fā)光持久，不易猝滅。與其它制備方法相比，本發(fā)明所用方法具有反應(yīng)過程簡單的優(yōu)點，不用任何乳化劑和表面活性劑，只需將苯酚和甲醛溶(或戊二醛)在水中在氨水催化下，在較低溫(反應(yīng)溫度不高于95 °C)進(jìn)行反應(yīng)即可。并且該方法得到的微球相對于其他方法具有以下幾個優(yōu)點，粒徑為微米尺度，分布均勻，成球性好，適合流式細(xì)胞檢測分析，且具有自發(fā)熒光的特性，其發(fā)光持久，不易猝滅。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種自發(fā)光熒光微球及其制備方法，本發(fā)明中制備得到的酚醛樹脂熒光微球具有結(jié)構(gòu)規(guī)整、粒徑尺寸可控、單分散、具有自發(fā)熒光的特性，其發(fā)光持久，不易猝滅。該自發(fā)光熒光微球中存在大量的酚羥基、羥甲基等親水功能團，同時苯環(huán)具有疏水性，因此具有兩親性，微球可以穩(wěn)定分散在水、乙醇、丙酮、氮，氮二甲基甲酰胺、乙腈等溶劑中，在熒光探針微球、流式細(xì)胞生物分析等領(lǐng)域有很廣的應(yīng)用前景。
[0006]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
該熒光微球是利用改性的StSber方法，由苯酚、甲醛或戊二醛通過sol-gel反應(yīng)過程，制得的。制備過程如下:將苯酚、甲醛或戊二醛按設(shè)定的配比混合均勻，然后調(diào)節(jié)體系的反應(yīng)溫度，保溫一定的時間，加入一定量的氨水作為催化劑引發(fā)反應(yīng)。將反應(yīng)完的溶液，進(jìn)行離心，分別用蒸餾水和乙醇清洗，然后在真空干燥箱內(nèi)干燥。
[0007]具體步驟如下:
(I)將1.0 g苯酚，1.5 mL-6 mL甲醛或戊二醛和40 mL蒸餾水加入到三口燒瓶中，超聲混合均勻后，以250 r/min進(jìn)行攪拌，升溫至50 - 95 °C，保溫30 min。
[0008](2)向步驟(I)得到的預(yù)反應(yīng)溶液中加入10 pL-10 mL氨水，反應(yīng)2 - 24 h后，加入I mol/L鹽酸溶液，調(diào)節(jié)pH至中性，并將反應(yīng)體系冷卻至室溫。
[0009](3)將步驟(2)的產(chǎn)物通過離心的方法分離，然后分別用蒸餾水、乙醇、蒸餾水清洗三次，最后在真空干燥箱內(nèi)干燥4 ho
[0010]本發(fā)明的顯著優(yōu)點:本發(fā)明所用方法具有反應(yīng)過程簡單的優(yōu)點，不用添加任何乳化劑和表面活性劑，只需將苯酚和甲醛溶(或戊二醛)在水中在氨水催化下，在較低溫(反應(yīng)溫度不高于95 °C)進(jìn)行反應(yīng)即可。本發(fā)明中制備得到的酚醛樹脂熒光微球具有結(jié)構(gòu)規(guī)整、粒徑尺寸在0.6 μπι-4.5 ym可控、單分散、具有自發(fā)熒光的特性，其發(fā)光持久，不易猝滅。該自發(fā)光熒光微球中存在大量的酚羥基、羥甲基等親水功能團，同時苯環(huán)具有疏水性，因此具有兩親性，微球可以穩(wěn)定分散在水、乙醇、丙酮、氮，氮二甲基甲酰胺、乙腈等溶劑中，在熒光探針微球、流式細(xì)胞生物分析等領(lǐng)域有很廣的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0011 ]圖ι-a為實施例1反應(yīng)條件制備的自發(fā)光熒光微球的掃描電鏡圖；
圖Ι-b為實施例2反應(yīng)條件制備的自發(fā)光熒光微球的掃描電鏡圖；
圖Ι-c為實施例3反應(yīng)條件制備的自發(fā)光熒光微球的掃描電鏡圖；
圖Ι-d為實施例4反應(yīng)條件制備的自發(fā)光熒光微球的掃描電鏡圖；
圖Ι-e為實施例5反應(yīng)條件制備的自發(fā)光熒光微球的掃描電鏡圖；
圖Ι-f為實施例6反應(yīng)條件制備的自發(fā)光熒光微球的掃描電鏡圖。
[0012]圖2-a為以甲醛為交聯(lián)劑制備的微球熒光顯微鏡照片和熒光發(fā)射光譜圖。
[0013]圖2-b為以戊二醛為交聯(lián)劑制備的微球熒光顯微鏡照片和熒光發(fā)射光譜圖。
[0014]圖2-c為自發(fā)光與FITC結(jié)合制備的微球熒光顯微鏡照片和熒光發(fā)射光譜圖。
[0015]圖2(a)_(c)說明，該發(fā)明制備的自發(fā)光熒光微球既可以單波長熒光發(fā)射，又可以多波長發(fā)射，還可以與其他熒光探針結(jié)合而不發(fā)生發(fā)射波長重疊干擾，說明該自發(fā)光微球在熒光編碼微球高通量生物檢測、流式細(xì)胞生物分析等領(lǐng)域廣泛的應(yīng)用前景。
【具體實施方式】
[0016](I)將1.0 g苯酚，1.5 mL-6 mL甲醛或戊二醛和40 mL蒸餾水加入到三口燒瓶中，超聲混合均勻后，以250 r/min進(jìn)行攪拌，升溫至50 - 95 °C，保溫30 min。
[0017](2)向步驟(I)得到的預(yù)反應(yīng)溶液中加入10 pL-10 mL氨水，反應(yīng)2 - 24 h后，加入I mol/L鹽酸溶液，調(diào)節(jié)pH至中性，并將反應(yīng)體系冷卻至室溫。
[0018](3)將步驟(2)的產(chǎn)物通過離心的方法分離，然后分別用蒸餾水、乙醇、蒸餾水清洗三次，最后在真空干燥箱內(nèi)干燥4 ho
[0019]實施例1:
(I)將1.0 g苯酚，5 mL甲醛和40 mL蒸餾水加入到三口燒瓶中，超聲混合均勻后，以250r/min進(jìn)行攪拌，升溫至80 °C，保溫30 min。
[0020](2)向步驟(I)得到的預(yù)反應(yīng)溶液中加入4 mL氨水，反應(yīng)24 h后，加入I mol/L鹽酸溶液，調(diào)節(jié)pH至中性，并將反應(yīng)體系冷卻至室溫。
[0021](3)將步驟(2)的產(chǎn)物通過5000 r/min進(jìn)行離心分離，然后分別用蒸餾水、乙醇、蒸餾水清洗三次，最后在真空干燥箱內(nèi)干燥4 ho
[0022]制得的自發(fā)光熒光微球的粒徑為4.5pmo
[0023]實施例2:
(I)將1.0 g苯酚，5 mL甲醛和40 mL蒸餾水加入到三口燒瓶中，超聲混合均勻后，以250r/min進(jìn)行攪拌，升溫至80 °C，保溫30 min。
[0024](2)向步驟(I)得到的預(yù)反應(yīng)溶液中加入6 mL氨水，反應(yīng)24 h后，加入I mol/L鹽酸溶液，調(diào)節(jié)pH至中性，并將反應(yīng)體系冷卻至室溫。
[0025](3)將步驟(2)的產(chǎn)物通過5000 r/min進(jìn)行離心分離，然后分別用蒸餾水、乙醇、蒸餾水清洗三次，最后在真空干燥箱內(nèi)干燥4 ho
[0026]制得的自發(fā)光熒光微球的粒徑為3μπι。
[0027]實施例3:
(I)將1.0 g苯酚，5 mL甲醛和40 mL蒸餾水加入到三口燒瓶中，超聲混合均勻后，以250r/min進(jìn)行攪拌，升溫至80 °C，保溫30 min。
[0028](2)向步驟(I)得到的預(yù)反應(yīng)溶液中加入8 mL氨水，反應(yīng)24 h后，加入I mol/L鹽酸溶液，調(diào)節(jié)pH至中性，并將反應(yīng)體系冷卻至室溫。
[0029](3)將步驟(2)的產(chǎn)物通過5000 r/min進(jìn)行離心分離，然后分別用蒸餾水、乙醇、蒸餾水清洗三次，最后在真空干燥箱內(nèi)干燥4 ho
[0030]制得的自發(fā)光熒光微球的粒徑為2.5pmo
[0031]實施例4:
(I)將1.0 g苯酚，2 mL戊二醛和40 mL蒸餾水加入到三口燒瓶中，超聲混合均勻后，以250 r/min進(jìn)行攪拌，升溫至50 °C，保溫30 min。
[0032](2)向步驟(I)得到的預(yù)反應(yīng)溶液中加入40 yL氨水，反應(yīng)24 h后，加入I mol/L鹽酸溶液，調(diào)節(jié)pH至中性，并將反應(yīng)體系冷卻至室溫。
[0033](3)將步驟(2)的產(chǎn)物通過5000 r/min進(jìn)行離心分離，然后分別用蒸餾水、乙醇、蒸餾水清洗三次，最后在真空干燥箱內(nèi)干燥4 ho
[0034]制得的自發(fā)光熒光微球的粒徑為1.5pmo
[0035]實施例5:
(I)將1.0 g苯酚，2 mL戊二醛溶液和40 mL蒸餾水加入到三口燒瓶中，超聲混合均勻后，以250 r/min進(jìn)行攪拌，升溫至60 °C，保溫30。
[0036](2)向步驟(I)得到的預(yù)反應(yīng)溶液中加入60 yL氨水，μ反應(yīng)24 h后，加入I mol/L鹽酸溶液，調(diào)節(jié)pH至中性，并將反應(yīng)體系冷卻至室溫。
[0037](3)將步驟(2)的產(chǎn)物通過5000 r/min進(jìn)行離心分離，然后分別用蒸餾水、乙醇、蒸餾水清洗三次，最后在真空干燥箱內(nèi)干燥4 ho
[0038]制得的自發(fā)光熒光微球的粒徑為Iμπι。
[0039]實施例6:
(I)將1.0 g苯酚，2 mL戊二醛和40 mL蒸餾水加入到三口燒瓶中，超聲混合均勻后，以250 r/min進(jìn)行攪拌，升溫至90 °C，保溫30 min。
[0040](2)向步驟(I)得到的預(yù)反應(yīng)溶液中加入100 yL氨水，反應(yīng)24 h后，加入I mol/L鹽酸溶液，調(diào)節(jié)pH至中性，并將反應(yīng)體系冷卻至室溫。
[0041 ] (3)將步驟(2)的產(chǎn)物通過5000 r/min進(jìn)行離心分離，然后分別用蒸餾水、乙醇、蒸餾水清洗三次，最后在真空干燥箱內(nèi)干燥4 ho
[0042]制得的自發(fā)光熒光微球的粒徑為0.6μπι。
[0043]實施例7:自發(fā)光與其它熒光探針結(jié)合可制備多顏色發(fā)光微球
(I)將1.0 g苯酚，5 mL甲醛和40 mL蒸餾水加入到三口燒瓶中，超聲混合均勻后，以250r/min進(jìn)行攪拌，升溫至60 °C，加入2 mg FITC，保溫30 min。
[0044](2)向步驟(I)得到的預(yù)反應(yīng)溶液中加入4 mL氨水，反應(yīng)24 h后，加入I mol/L鹽酸溶液，調(diào)節(jié)pH至中性，并將反應(yīng)體系冷卻至室溫。
[0045](3)將步驟(2)的產(chǎn)物通過5000 r/min進(jìn)行離心分離，然后分別用蒸餾水、乙醇、蒸餾水清洗三次，最后在真空干燥箱內(nèi)干燥4 ho
[0046]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【主權(quán)項】
1.一種自發(fā)光熒光微球的制備方法，其特征在于:該熒光微球是以苯酚、甲醛或戊二醛為原料，采用改性的St6ber方法制得的自發(fā)光熒光微球。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自發(fā)光熒光微球的制備方法，其特征在于:將苯酚、甲醛或戊二醛通過超聲分散均勻，以氨水為催化劑，在較低溫(反應(yīng)溫度不高于95 °C)下通過sol-gel的反應(yīng)過程，制備所述的自發(fā)光熒光微球。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述自發(fā)光熒光微球的制備方法，其特征在于:具體步驟如下: (1)將1.0 g苯酚，1.5 mL-6 mL甲醛或戊二醛和40 mL蒸餾水加入到三口燒瓶中超聲混合均勾，以250 r/min進(jìn)行攪拌，升溫至50 - 95 °C，保溫30 min； (2)向步驟(I)得到的預(yù)反應(yīng)溶液中加入10pL-10 mL氨水，反應(yīng)2 - 24 h后，加入Imol/L鹽酸溶液，調(diào)節(jié)pH至中性，并將反應(yīng)體系冷卻至室溫； (3)將步驟(2)的產(chǎn)物通過離心的方法分離，然后分別用蒸餾水、乙醇、蒸餾水清洗三次，最后在真空干燥箱內(nèi)干燥4 ho4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述自發(fā)光熒光微球的制備方法，其特征在于:所述的制備方法是改性的St6ber方法;氨水為催化劑;制備過程不需要加入乳化劑或其它助劑。5.—種如權(quán)利要求1-4任一所述的自發(fā)光熒光微球制備方法制得的熒光微球，其特征在于:所述的熒光微球是自發(fā)光的，通過外加熒光染料拓展微球的發(fā)光性能。
【文檔編號】C08G8/04GK106084160SQ201610403025
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月12日
【發(fā)明人】游力軍, 宋立島, 王傲, 張其清
【申請人】福州大學(xué)