一種水分散性多色熒光聚合物納米粒子及其制備方法
【專利摘要】一種水分散性多色熒光聚合物納米粒子及其制備方法，該水分散性多色熒光聚合物納米粒子是以甲基丙烯酸甲酯為單體，以4-乙氧基-9-烯丙基-1,8-萘二甲酰亞胺（EANI）、4-胺基-7-硝基-N-烯丙基苯并[1,2,5]惡二唑（NBDAA）、甲基丙烯酸尼羅紅酯（NRME）為可聚合型熒光染料，以十二烷基硫酸鈉（SDS）為表面活性劑，采用一步細乳液聚合方法制備而成。該水分散性多色熒光聚合物納米粒子在水中具有很好的分散性，相當高的熒光亮度，并且能夠在單波下激發(fā)下發(fā)射出從藍色到紅色的多色熒光。本發(fā)明得到的水分散性多色熒光聚合物納米粒子具有均一的尺寸、良好的結(jié)構(gòu)與光穩(wěn)定性、在單激發(fā)波長下具有較寬區(qū)間內(nèi)多次可調(diào)的熒光發(fā)射信號，且合成路線簡單，使用方便，適于放大合成和實際生產(chǎn)應用，在生物編碼和多重生物分析領(lǐng)域有著巨大的應用前景。
【專利說明】一種水分散性多色熒光聚合物納米粒子及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及材料制備領(lǐng)域，具體地說，涉及在單波長激發(fā)下具有熒光發(fā)射信號多次可調(diào)特征的水分散性多色熒光聚合物納米粒子的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著生物醫(yī)學技術(shù)的不斷發(fā)展，多重生物分析法在基因檢測、新藥物的高通量篩選以及臨床診斷等許多應用方面發(fā)揮著越來越重要的作用。通常情況下，多重生物分析法需要用到許多在單波長激發(fā)下具有熒光信號可區(qū)分的多色熒光探針。然而，能夠達到這種要求的傳統(tǒng)有機小分子熒光探針數(shù)量非常有限。此外，傳統(tǒng)的有機熒光染料在應用中還存在一些難以克服的缺陷，如大多數(shù)熒光染料存在光漂白的現(xiàn)象，導致熒光信號不穩(wěn)定；熒光染料及其光解產(chǎn)物對活體細胞有一定的毒副作用等，這些都進一步限制了其在多重生物分析中的直接應用。
[0003]為了滿足多重生物分析的需要，科學家們不斷嘗試，開發(fā)出了一些具有多色熒光特征的微球或納米粒子。如聶書明等將不同熒光特征的量子點組合摻雜進高分子微球中，制備了具有不同熒光發(fā)射特征的多色熒光聚合物微球，并將其成功應用于DNA雜交試驗(Han, Μ.; Gao, X.; Su, J.Z.; Nie, S.M.Nat.Biotechnol.2001, 19, 631—635)。然而，量子點一般都是含鎘的化合物，具有較強的生物毒性，不利于生物檢測特別是體內(nèi)檢測。在已報道的多色熒光納米粒子中(經(jīng)典文獻如Li，Z.Q.; Zhang, Y.; Jiang, S.Adv.Mater.2008，20, 4765-4769; ffu, ff.B.; Wang, M.L.; Sun, Y.M.; Huang, ff.;Cui, Y.P.; Xu, C.X.0pt.Mater.2008, 30, 1803-1809; ffu, C.F.; Zheng, Y.L.;Szymanski, C.; McNeill, J.J.Phys.Chem.62008, 112, 1772-1781 )，熒光共振能量轉(zhuǎn)移原理(FRET)的應用具有突出的優(yōu)點。首先，它可利用結(jié)合多種能級匹配的傳統(tǒng)熒光染料來實現(xiàn)單波長激發(fā)下的熒光信號多次可調(diào)，其次，F(xiàn)RET過程并不直接產(chǎn)生具有氧化還原活性的離子，對被檢測物或生物組織不產(chǎn)生損害或其他不利過程。如譚蔚泓等人結(jié)合該原理，并采用改進的St^ber水解法將三種能級匹配的有機熒光染料共價鍵引入二氧化硅納米粒子中，制備了一系列在單波長激發(fā)下具有多色熒光的二氧化硅納米粒子，并將其成功應用于多細胞生物分析及成像領(lǐng)域(Wang, L.; Tan, ff.H.Nano Lett.2006, 6, 84-88;Chen, X.L.; Estevez, M.C.; Zhu, Z.; Huang, Y.F.; Chen, Y.; Wang, L.; Tan, ff.H.Anal.Chem.2009, 81, 7009-7014)。但是，由于合成條件苛刻，以及可使用染料的局限性等因素，使得該方法不利于進一步商品化擴大生產(chǎn)與應用。
[0004]近年發(fā)展起來的細乳液聚合技術(shù)提供了一種有效解決上述問題的新方法。細乳液是指采用強制高速勻化裝置所制備的非常小(5(T500nm)且能在水中穩(wěn)定的均勻分散的細(油溶性單體)油滴。每個小液滴都可以被看成是一種單獨的納米反應器，各種各樣的物質(zhì)(包括可反應性單體及不可反應性組分)都能夠用這個方法引入各自獨立的細乳液中，再聚合就可以得到所需的功能性聚合物納米粒子。因此，細乳液聚合方法被廣泛用于封裝各種功能性物質(zhì)，特別是疏水性有機染料到聚合物納米粒子中(經(jīng)典文獻如Landfester, K.Angew.Chem.，Int.Ed.2009, 48, 4488-4507)。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種在單波長激發(fā)下具有熒光信號多次可調(diào)特征的水分散性多色熒光聚合物納米粒子的制備方法，該方法采用一步細乳液聚合方法，將多種可聚合型熒光染料按不同比例結(jié)合進單個的聚合物納米粒子中，得到一系列穩(wěn)定、尺寸均一的水分散性多色熒光聚合物納米粒子，進一步檢測表明，該類多色熒光聚合物納米粒子能夠在水中實現(xiàn)單波長激發(fā)下的熒光信號多次可調(diào)特征。
[0006]本發(fā)明的目的是通過下述方式實現(xiàn)的:一種水分散性多色熒光聚合物納米粒子制備方法，包括以下步驟:
(1)將甲基丙烯酸甲酯、可聚合型熒光染料、正十六烷按質(zhì)量比1:0.0015、.0072:
0.0944混合成溶液；
(2)將十二烷基硫酸鈉SDS配成濃度為0.0025g/ml的水溶液；
(3)將步驟(1)和步驟(2)中配制的溶液混合，攪拌15~20分鐘，以形成預乳液；
(4)將步驟(3)中形成的預乳液在650W功率超聲波細胞粉碎儀中超聲處理，頻率為20Hz,時間為15分鐘，反應后形成均勻的細乳液；
(5)在步驟(4)中所形成的細乳液中加入過硫酸鉀，加入量為相對于甲基丙烯酸甲酯質(zhì)量的3.5%，升溫到75°C，反應3小時，即可得到所需的水分散性熒光聚合物納米粒子。
[0007]步驟(1)中的可聚合物型熒光染料為4-乙氧基-9-烯丙基-1，8-萘二甲酰亞胺EAN1、4_胺基-7-硝基-N-烯丙基苯并[1，2，5]惡二唑NBDAA和甲基丙烯酸尼羅紅酯NRME中的一種或多種；
所述的4-乙氧基-9-烯丙基-1，8-萘二甲酰亞胺EANI的結(jié)構(gòu)式為:
【權(quán)利要求】
1.一種水分散性多色熒光聚合物納米粒子制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將甲基丙烯酸甲酯、可聚合型熒光染料、正十六烷按質(zhì)量比1:0.0015、.0072:0.0944混合成溶液； (2)將十二烷基硫酸鈉SDS配成濃度為0.0025g/ml的水溶液； (3)將步驟(1)和步驟(2)中配制的溶液混合，攪拌15~20分鐘，以形成預乳液； (4)將步驟(3)中形成的預乳液在650W功率超聲波細胞粉碎儀中超聲處理，頻率為20Hz,時間為15分鐘，反應后形成均勻的細乳液； (5)在步驟(4)中所形成的細乳液中加入過硫酸鉀，加入量為相對于甲基丙烯酸甲酯質(zhì)量的3.5%，升溫到75°C，反應3小時，即可得到所需的水分散性熒光聚合物納米粒子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的水分散性多色熒光聚合物納米粒子制備方法，其特征在于:所述的步驟(1)中的可聚合物型熒光染料為4-乙氧基-9-烯丙基-1，8-萘二甲酰亞胺EAN1、4_胺基-7-硝基-N-烯丙基苯并[1，2，5]惡二唑NBDAA和甲基丙烯酸尼羅紅酯NRME中的一種或多種； 所述的4-乙氧基-9-烯丙基-1，8-萘二甲酰亞胺EANI的結(jié)構(gòu)式為:
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的水分散性多色熒光聚合物納米粒子制備方法，其特征在于:步驟(1)中，所述的甲基丙烯酸甲酯、可聚合型熒光染料、正十六烷按質(zhì)量比1:0.0015~0.0049:0.0944 混合成溶液。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的水分散性多色熒光聚合物納米粒子制備方法，其特征在于:步驟(1)中，所述的甲基丙烯酸甲酯、可聚合型熒光染料、正十六烷按質(zhì)量比1:0.0024:0.0944混合成溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求1~4中任何一項權(quán)利要求所述的制備方法制備的水分散性多色突光 聚合物納米粒子。
【文檔編號】C08F220/14GK103497273SQ201310459166
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年10月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月6日
【發(fā)明者】陳建, 黃富華, 李亞 申請人:湖南科技大學