專利名稱：多重?zé)晒饩幋a微球的高壓電紡制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于熒光編碼技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及多重?zé)晒饩幋a微球的高壓電紡制備 方法。
背景技術(shù)：
近些年，伴隨著基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)研究的發(fā)展，特別是人類基因組測序 工作的完成，產(chǎn)生了數(shù)量巨大的平行序列數(shù)據(jù)，迫切需要尋找一種快速、有效的 探測分析技術(shù)對如此大量的核酸和蛋白質(zhì)進(jìn)行篩選，選用具有多重光譜特征(多 波長和多強(qiáng)度)的熒光/高分子微球?qū)ι锎蠓肿舆M(jìn)行平行編碼標(biāo)記是解決這一 問題的有效手段，因?yàn)閺睦碚撋蟻碚f，不同強(qiáng)度、不同色彩的熒光物質(zhì)聯(lián)合運(yùn)用
可以產(chǎn)生成千上萬種光學(xué)編碼的高分子微球，在其表面連接上生物分子(DNA 或者蛋白)，這樣就相當(dāng)于給每一個(gè)生物分子加上了一個(gè)特異性編碼，這樣只需 要3—4萬種微球就可以對人類全基因組進(jìn)行編碼標(biāo)識，從而使得對所有基因疾 病做出快速檢測成為可能；同樣的道理，這種微球也可以連接其它分子，在多種 疾病同時(shí)檢測、藥物高通量篩選和新藥研制方面得到應(yīng)用，進(jìn)而帶動基因表達(dá)研 究、蛋白質(zhì)組學(xué)研究以及細(xì)胞生物學(xué)、新藥篩選和病理診斷等相關(guān)領(lǐng)域的迅速發(fā) 展。
Nie所在的研究小組巧妙的把3種顏色、2種強(qiáng)度的CdSe/ZnS量子點(diǎn)材料 組合進(jìn)聚苯乙烯多孔微球當(dāng)中(Naturebiotechnology, 2001， 19， 631)，并且 應(yīng)用到DNA雜交研究當(dāng)中。按照他們的預(yù)計(jì)，以1種波長10種強(qiáng)度(0、 1、 2… 9)的量子點(diǎn)可以產(chǎn)生9種編碼，即101 — 1，以3種波長10種強(qiáng)度(0、 1、2… 9)可以有999種編碼，即103—1種，因此以m種波長n種強(qiáng)度(0、 1、 2… n-1)的量子點(diǎn)可以有nm—1種編碼，從而只要使用10種顏色、6種強(qiáng)度的量子 點(diǎn)材料在理論上獲得的編碼數(shù)可達(dá)上百萬種，除去由于光譜重疊而不能精確檢測 的部分微球，可用的量子點(diǎn)材料微球可以達(dá)到4萬多種，但這種方法操作起來比 較繁瑣，首先需要制備孔徑合適的聚苯乙烯微球，然后將其在溶劑中溶脹，再按 照從大到小的順序依次將量子點(diǎn)材料吸收到微球內(nèi)部；同時(shí)隨著量子點(diǎn)材料添加 量的增加，越到后來添加過程變得越為困難，很難做到理論上的大量添加。
我們在國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的支持下，歷經(jīng)兩年時(shí)間，發(fā)明了一種制備多 重?zé)晒饩幋a微球的新方法一高壓電紡法，具有操作簡單、快速、成本低廉的特 點(diǎn)，而且通過控制電紡條件，可以很容易的將微球尺寸控制在幾十納米至幾個(gè)微米范圍內(nèi)，摻雜熒光物質(zhì)的種類和數(shù)量也不受限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種與現(xiàn)有文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)均不同的 多重?zé)晒饩幋a微球的制備方法——高壓電紡法，通過熒光材料(量子點(diǎn)材料或熒 光染料)波長和強(qiáng)度的變動，可以獲得數(shù)量巨大的熒光標(biāo)記探針，從而滿足生物 醫(yī)學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、新藥篩選和病理診斷等相關(guān)領(lǐng)域大規(guī)模編碼的需求。
本發(fā)明是將具有不同發(fā)射波段的量子點(diǎn)材料或熒光染料與高分子混合，配成 具有一定濃度的溶液，然后采用高壓電紡技術(shù)制備具有多重?zé)晒夤庾V性質(zhì)的高分 子微球，通過改變量子點(diǎn)材料的種類和數(shù)量來改變高分子微球的熒光特性，通過 改變高分子溶液的濃度、聚合物分子量、電紡條件等因素來控制微球的形態(tài)和尺 寸。
本發(fā)明所述的多重?zé)晒饩幋a微球的高壓電紡制備方法，其步驟如下 A:含有一種或多種熒光材料的電紡溶液的制備-
在空氣或惰性氣體氣氛中，將一種熒光材料或多種熒光材料的組合超聲分散 于單一溶劑或混合溶劑中，溶劑應(yīng)使熒光材料超聲分散以后不發(fā)生沉降和熒光猝
滅，熒光材料的質(zhì)量百分濃度為0.001%~10%，然后與高分子溶液共混，熒光
材料與高分子的質(zhì)量比為1: 100000~10: 1，經(jīng)超聲或振蕩或攪拌使熒光材料 均勻的分散于高分子溶液中，形成均相溶液或微乳液；
或?qū)晒獠牧吓c高分子同時(shí)添加到溶劑中，經(jīng)超聲或振蕩或攪拌形成均相溶 液或微乳液。
熒光材料包括量子點(diǎn)材料和熒光染料。
所述的量子點(diǎn)材料可以為n-vi族量子點(diǎn)材料或in-v族量子點(diǎn)材料，或由上 述量子點(diǎn)材料組成的核-殼結(jié)構(gòu)的量子點(diǎn)材料。
進(jìn)一步地，量子點(diǎn)材料為以CdSe為基礎(chǔ)的CdSe系列量子點(diǎn)材料，如 CdSe、 CdSe/ZnS、 CdSe/ZnSe、 CdSe/CdS、 CdSe/CuSe、 CdSe/HgTe或 CdSe/HgSe/CdSe等；
或以CdTe為基礎(chǔ)的CdTe系列量子點(diǎn)材料，如CdTe、CdTe/ZnS、CdTe/CdS 或CdTe/HgS等；
或以CdS為基礎(chǔ)的CdS系列量子點(diǎn)材料，如CdS、 CdS/ZnS、 CdS/Ag2S、 CdS/PbS、 CdS/Cd(OH)2、 CdS/HgS或CdS/HgS/CdS等；
或以ZnS為基礎(chǔ)的ZnS系列量子點(diǎn)材料，如ZnS、ZnS/CdS、ZnS/CdS/ZnS 或ZnS/HgS/ZnS/CdS等；或以ZnSe、 HgS、 GaSe、 HgSe、 HgTe、 GdTe、 ZnTe、 ZnO、 PbS、 PbSe、 CaAs、 InP、 InAs、 InCaAs等為基礎(chǔ)的系列量子點(diǎn)材料。
還可是以MgS、 MgSe、 MgTe、 CaS、 CaTe、 SrS、 SrSe、 SeTe、 BaS或 BaSe、 BaTe為基礎(chǔ)的系列量子點(diǎn)材料。
以及由金屬元素或非金屬元素?fù)诫s的系列量子點(diǎn)材料諸如Mn、 Cu、 Tb 等元素?fù)诫s的CdS、 CdSe、 CdTe、 ZnSe、 ZnS系列量子點(diǎn)材料等。
所述的熒光染料為卟啉、熒光增白劑、核酸染料、吖啶、菲啶類染料、噻嗪 和嗪類染料、BODIPY( boron dipyrromethene difluoride)染料、熒光素類、羅 丹明類、二氟垸硼類、二苯乙烯類、萘酰亞胺類、芴類熒光染料和酞菁類染料等。
量子點(diǎn)材料可以單獨(dú)使用，也可以共混使用；熒光染料可以單獨(dú)使用，也可 以共混使用。熒光染料還可以與量子點(diǎn)材料混合使用，混合使用時(shí)， 一種或多種 量子點(diǎn)材料與一種或多種熒光染料之間的質(zhì)量比為0.001: 1 1: 1。
組合后的熒光材料可以具有m種發(fā)光波長(m>1)和n種發(fā)光強(qiáng)度(0， 1 ， 2， 3…n-1)。
在選定波長下，以1種發(fā)光波長，5種強(qiáng)度(0， 1， 2， 3， 4)，可以有(1)， (2)， (3)， (4)四種組合，即51 — 1種，可以形成51 —1種編碼形式；
以2兩種波長和2種強(qiáng)度(0， 1)的情況為例，可以有(0: 1)、 (1: 0)、
(1: 1)三種組合，即22_1種，可以形成22_1種編碼形式；
以2種波長，3種強(qiáng)度(0， 1， 2)的情況為例，可以有(0: 1)， (1: 0)， (1: 1)， (0: 2)， (2: 0)， (2: 1)， (1: 2), (2: 2)八種組合，即32—1禾中； 以3種波長，2種強(qiáng)度(0， 1)的情況為例，可以有(1: 1: 1)， (1: 0: 1)， (1: 1: 0)， (0: 1: 1)， (0: 1: 0)， (1: 0: 0)， (0: 0: 1)七種組合， 即23—1種，可以形成23_1種編碼形式；
以此類推m種波長n種強(qiáng)度的量子點(diǎn)可以有nm_1種編碼類型。 所述的量子點(diǎn)材料組合是按照文獻(xiàn)(Nature biotechnology, 2001， 19， 631)
的方法。
所述的溶劑是指能將量子點(diǎn)(或熒光染料)均勻分散且不發(fā)生沉降和熒光猝 滅的所有溶劑、這些溶劑可以單獨(dú)使用，也可以共混使用，進(jìn)一步的包括氯仿、 二氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烷、三氯乙烷、氯丙烷、氯丁烷、苯、甲苯、二甲 苯、乙苯、正己垸、環(huán)己垸、甲基環(huán)己烷、庚烷、辛垸、異辛烷、四氫呋喃、乙 酸乙酯、乙酸丁酯、水、甲醇、乙醇、丙醇、異丁醇、丙酮、丁酮、乙醚、丁醚、 戊醚、乙酸、丁酸、三氟乙酸、乙腈、丁腈、三乙胺、N,N — 二甲基甲酰胺、N，N 一二乙基甲酰胺、二甲基亞砜等。所述的高分子為現(xiàn)有的可用于高壓電紡的各類高分子聚合物，可以為單一組 分高分子，也可以為多種組分高分子混合物，諸如聚苯乙烯、苯乙烯/丙烯酸、 苯乙烯/甲基丙烯酸、苯乙烯/丁二烯/苯乙烯等苯乙烯系共聚物；聚甲基丙烯酸甲 酯、甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸等聚甲基丙烯酸酯類 共聚物；聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚氧化乙烯(PEO)、殼聚糖、 聚丙烯酰胺等水溶性高分子；聚乳酸、聚丙交酯、聚(乳酸-羥基乙酸)、聚己內(nèi) 酯等生物降解高分子；聚芳醚酮、聚苯硫醚、聚醚醚酮等特種工程高分子；聚苯 胺、聚噻吩等導(dǎo)電高分子；以及聚丙烯腈、聚苯并咪唑、聚酰亞胺、尼龍、聚4 一乙烯吡啶、聚胺酯、聚乙烯、聚醋酸乙烯酯、海藻酸鈉、DNA、蛋白質(zhì)、白 蛋白、聚乙烯咔唑、聚(乙烯-醋酸乙烯酯)、聚(乙烯-乙烯醇)、聚丙烯、聚氯
乙烯、聚四氟乙烯(PVDF)、聚硅氧烷、聚甲醛、聚乙醛、聚碳酸酯、聚羥基
丁二酸戊酸酯、聚對苯二甲酸苯二胺、聚對苯二甲酸苯二酯、纖維素、聚醚酰亞 胺、天然橡膠、絲綢、膠原質(zhì)等。
熒光材料的質(zhì)量百分比濃度與其發(fā)光性能直接相關(guān)， 一般情況下可以在
0.001%~10%之間變化，優(yōu)選為0.001%~1.0%，進(jìn)一步優(yōu)選為0.01%~1.0%。
高分子溶液的濃度是影響電紡產(chǎn)物形態(tài)的關(guān)鍵因素，濃度較低時(shí)容易形成微 球，濃度高時(shí)容易形成纖維，隨著濃度的增加，電紡產(chǎn)物形態(tài)會出現(xiàn)由微球到纖 維的變化趨勢；隨著濃度的降低，電紡產(chǎn)物的形態(tài)會呈現(xiàn)出從纖維到微球的變化 趨勢，在形成微球后，微球的尺寸會隨濃度降低而逐漸減小， 一般情況下，形成 微球時(shí)高分子的質(zhì)量濃度范圍為0.001%~50%,優(yōu)選的濃度范圍為 0.001%~20%,進(jìn)一步優(yōu)選的濃度范圍為0.001%~10%。
熒光材料與高分子的質(zhì)量比可以在1: 100000~10: 1之間變化，優(yōu)選為， 1: 100000~1: 1，進(jìn)一步優(yōu)選為1: 100000~1: 1000，再進(jìn)一步優(yōu)選為1:
100000~1: 10000。
用于電紡的原料除上述高分子外，還可以為各種溶膠體系。即將高分子全部
或部分替換為Si02溶膠、Ti02溶膠或Si02和Ti02的混合溶膠，溶膠與高分子 共混使用時(shí)，一種或多種溶膠與單一組分高分子或多種組分高分子混合物的質(zhì)量
比為1: 99 99: 1。
B:多色熒光高分子微球的制備
將步驟A中制備的含有一種或多種熒光材料的電紡溶液導(dǎo)入電紡絲設(shè)備的 噴絲管內(nèi)，加裝具有1 3mm 口徑的噴頭，并將噴頭與高壓電源的正極相連(對 于負(fù)極輸出的電源則與負(fù)極相連)作為陽極，以金屬板(或輥筒、塑料、紙張、織物、水浴、油浴等)為負(fù)極，正負(fù)極之間距離為5~30cm，用液體流量控制裝 置調(diào)節(jié)好紡絲液體流速在0.1~10ml/h，然后在噴頭上施加0.5~10萬伏的高壓電 使聚合物溶液體帶電，聚合物液滴可克服液體表面張力形成噴射細(xì)流，在電場的 作用下，細(xì)流劈裂，形成尺寸均勻的多重?zé)晒饩幋a高分子微球，收集到負(fù)極上。
本專利制備的編碼微球通過表面基團(tuán)功能化，可以為基因表達(dá)、蛋白質(zhì)間相 互作用、多種疾病同時(shí)檢測、高通量藥物篩選和組合化學(xué)等領(lǐng)域提供數(shù)量巨大的 熒光探針。本發(fā)明所提供的方法具有操作簡單、適用性廣、成本較低、熒光性質(zhì) 穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，具有很好的應(yīng)用推廣價(jià)值。


圖1:含有CdSe/ZnS量子點(diǎn)材料雙色聚苯乙烯微球的熒光光譜；
圖2:含有CdSe/ZnS量子點(diǎn)材料和卟啉的三色聚苯乙烯微球的熒光光譜；
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)結(jié)合具體實(shí)施方式
對本發(fā)明詳細(xì)述如下
下述實(shí)施例，是用來對本發(fā)明進(jìn)一步描述，但并非窮舉，不對本發(fā)明作任何 限制。
實(shí)施例1:含有單色CdSe/ZnS量子點(diǎn)材料聚苯乙烯微球
將60g苯乙烯、6g丙烯酸、0.07g偶氮二異丁腈混合溶解在四氫呋喃中， 加熱7(TC反應(yīng)10小時(shí)，然后經(jīng)沉降、洗滌干燥，得聚苯乙烯，備用；
將2g聚苯乙烯溶于18gN,N —二甲基甲酰胺中，使其濃度為10%;
將于612nm處有最大吸收的2X10"g CdSe/ZnS (美國Ocean Nanotech 產(chǎn)品)量子點(diǎn)材料超聲分散于5g氯仿中；
將10g聚苯乙烯的N,N —二甲基甲酰胺溶液與5g CdSe/ZnS的氯仿溶液混 合，攪拌均勻后，超聲30分鐘使量子點(diǎn)材料在聚苯乙烯溶液中均勻分散，然后 將溶液加入電紡絲設(shè)備的紡絲管內(nèi)，加裝直徑為1mm的噴頭，并將噴頭與高壓 電源的正極相連作為陽極，以鋁箔為負(fù)極，調(diào)節(jié)正負(fù)極間距為10cm，噴頭液體 流速為1ml/h，在1.5kV電壓下電紡，在金屬板上獲得直徑在1.00±0.25微米 的量子點(diǎn)材料/高分子微球，在此基礎(chǔ)上，調(diào)整量子點(diǎn)材料的添加量，每改變一 個(gè)數(shù)值，就會形成一種編碼微球。實(shí)施例2:含有雙色CdSe/ZnS量子點(diǎn)材料的聚苯乙烯微球
聚苯乙烯溶液的制備如實(shí)施例1所示；
將在612nm有最大吸收的4X10—4 g CdSe/ZnS量子點(diǎn)材料超聲分散于5g 氯仿中；
將在586nm處有最大吸收的3.8X 1(^g CdSe/ZnS量子點(diǎn)材料超聲分散于 5g氯仿中；
將10g聚苯乙烯溶液與2.5g CdSe/ZnS (612nm)和2.5g CdSe/ZnS (586nm)量子點(diǎn)材料的氯仿溶液混合，攪拌5h，超聲30分鐘使量子點(diǎn)材料在 聚苯乙烯溶液中均勻分散，然后將溶液加入紡絲管內(nèi)，加裝1mm直徑噴頭，并 將噴頭與高壓電源的正極相連作為陽極，以鋁箔為負(fù)極，調(diào)節(jié)正負(fù)極間距為 10cm,噴頭液體流速為1ml/h，在1.5kV電壓下電紡，在金屬板上獲得直徑在 1.00±0.25微米的雙色量子點(diǎn)材料/高分子微球。
實(shí)施例2的結(jié)果如圖1所示，從圖上可以發(fā)現(xiàn)，熒光發(fā)射波長僅相差26nm 的兩種量子點(diǎn)(586nm和612nm)，在包埋到電紡微球以后，實(shí)現(xiàn)了很好的光 譜分離，沒有發(fā)生熒光猝滅。
在此基礎(chǔ)上，同時(shí)改變兩種波段量子點(diǎn)材料的添加量(或者穩(wěn)定一種波長材 料的含量，單獨(dú)改變一種另一種波長材料的含量)，每改變一次就會得到一種編 碼形式。
實(shí)施例3:含有三色CdSe/ZnS量子點(diǎn)的聚苯乙烯微球 聚苯乙烯的制備方法如實(shí)施例2方法實(shí)施；
將在612nm有最大吸收的4X10—4 g CdSe/ZnS量子點(diǎn)材料超聲分散于5g 氯仿中；
將在586nm處有最大吸收的3.8X 10—4g CdSe/ZnS量子點(diǎn)材料超聲分散于 5g氯仿中；
將在530nm處有最大吸收的3.3X10—4g CdSe/ZnS量子點(diǎn)材料超聲分散于 5g氯仿中；
將2.0g聚苯乙烯溶于15.5gN,N — 二甲基甲酰胺中，攪拌后備用； 取10g制備的聚苯乙烯溶液，然后加入2.5g CdSe/ZnS (618nm) 、 2.5g CdSe/ZnS (586nm) 、 2.5g CdSe/ZnS (530nm)量子點(diǎn)材料的氯仿溶液，然 后采用實(shí)施例2的實(shí)施過程制得相應(yīng)的聚苯乙烯多色微球，其直徑為0.85±0.20 微米，在此基礎(chǔ)上改變每種波長量子點(diǎn)材料的添加量，每改變一次就會形成一種 編碼。實(shí)施例4:含有CdSe/ZnS和CdTe量子點(diǎn)材料的聚苯乙烯微球 按照實(shí)施例2的方法獲得聚苯乙烯溶液；
將3.3 g CdSe/ZnS (530nm)量子點(diǎn)超聲分散于5g氯仿溶液中；
將4X 1(^g CdTe量子點(diǎn)(熒光波長為600nm，美國Ocean Nanotech產(chǎn)
品)超聲分散于5g甲苯當(dāng)中；
將10g聚苯乙烯溶液與2.5gCdSe/ZnS (530nm) 、 2.5g CdTe (600nm)
量子點(diǎn)材料的氯仿溶液混合后，采用實(shí)施例2的過程獲得相應(yīng)的由CdSe/ZnS 和CdTe雙組分量子點(diǎn)材料摻雜的聚苯乙烯微球，其直徑為1.00±0.25微米。 在此基礎(chǔ)上，改變每種量子點(diǎn)材料的添加量，每改變一次就可以形成一種編碼。
實(shí)施例5:含有卟啉的聚苯乙烯微球
按文獻(xiàn)(高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào)，1997， 18, 1375)報(bào)導(dǎo)的方法合成卟啉； 將0.04g卟啉溶解于5g N,N —二甲基甲酰胺中，攪拌、超聲后備用，其熒
光吸收波長為650nm。
按實(shí)施例1中方法制備10g聚苯乙烯溶液，然后加入到上面制備的5g卟啉
溶液中，持續(xù)攪拌12小時(shí)獲得電紡溶液，然后按實(shí)例1中方法可得到卟啉/聚苯
乙烯微球，微球的直徑為0.80土0.20微米，在此基礎(chǔ)上，改變?nèi)~啉的添加量，
每改變一次就會形成一種編碼。
實(shí)施例6:含有CdSe/ZnS和葉啉的多色聚苯乙烯微球 按實(shí)施例1的方法獲得聚苯乙烯；
將在612nm有最大吸收的4.3X10—AgCdSe/ZnS量子點(diǎn)材料超聲分散于5g 氯仿中；
將在586nm有最大吸收的1.8X1CT4g CdSe/ZnS量子點(diǎn)材料超聲分散于5g 氯仿中；
將10g聚苯乙烯溶液與2.5g CdSe/ZnS (586nm) 、 2.5g CdSe/ZnS (612nm)量子點(diǎn)材料的氯仿溶液、2.5g卟啉溶液相混合，攪拌均勻后超聲30 分鐘，保證量子點(diǎn)材料在高分子溶液中均勻分散；
采用實(shí)施例1的方法制備同時(shí)含有CdSe/ZnS和卟啉的聚苯乙烯微球，微 球的直徑為1.00±0.25微米。
實(shí)施例4的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示，從中發(fā)現(xiàn)，在量子點(diǎn)/高分子微球中引入 卟啉以后，實(shí)現(xiàn)了很好的光譜分離，彼此之間沒有干擾。在此基礎(chǔ)上，改變每種波長量子點(diǎn)材料和卟啉的添加量，每改變一次就會形成一種編碼微球。
實(shí)施例7:含有Mn摻雜CdSe量子點(diǎn)材料的聚苯乙烯微球
按照文獻(xiàn)(丄Phys. Chem. C 2008， 112， 7624—7630)方法合成Mn摻 雜的CdSe量子點(diǎn)，其熒光波長為675nm;
按照實(shí)施例1的方法合成含有Mn摻雜CdSe量子點(diǎn)材料的聚苯乙烯微球， 其直徑為1.00±0.25，在此基礎(chǔ)上，改變量子點(diǎn)材料的添加量，每改變一次就 會形成一種編碼。
實(shí)施例8:含有CdSe/ZnS量子點(diǎn)材料的多色二氧化硅微球
將10.5g正硅酸乙酯、2.2g水、0.25g鹽酸溶解在7.2g四氫呋喃中，然后 回流反應(yīng)5小時(shí)，獲得二氧化硅溶膠；
然后按照實(shí)施例2的方法，將其中的聚苯乙烯溶液替換成二氧化硅溶膠，再 經(jīng)高壓電紡過程獲得具有多重光學(xué)性質(zhì)的CdSe/ZnS量子點(diǎn)材料的二氧化硅微 球，微球的直徑為1.20±0.25微米，在此基礎(chǔ)上，改變每種波長量子點(diǎn)材料的 添加量，每改變一次就會形成一種編碼。
實(shí)施例9:含有CdSe/ZnS量子點(diǎn)材料的多色聚乙烯醇微球
將0. 2g聚乙烯醇(購于北京益利精細(xì)化學(xué)品有限公司)和0. 02g琥珀酸(乙 基已基)磺酸鈉(AOT，購于Adrich)，加熱溶解于19.8g水中，冷卻到室溫；
將在612nm有最大吸收的4 X10—3 g CdSe/ZnS量子點(diǎn)材料超聲分散于0.5g 氯仿中；
將在586nm處有最大吸收的3.8X 10—3g CdSe/ZnS量子點(diǎn)材料超聲分散于 0.5g氯仿中；
將在530nm處有最大吸收的3.3X 10—3g CdSe/ZnS量子點(diǎn)材料超聲分散于 0.5g氯仿中；
取10g聚乙烯醇溶液，加入0.1g CdSe/ZnS (612nm) 、 0.1g CdSe/ZnS (586nrn)和0.1g CdSe/ZnS (530nm)量子點(diǎn)材料的氯仿溶液，劇烈攪拌并 超聲后形成微乳液,然后按照實(shí)施例3的過程獲得含有三色量子點(diǎn)的聚乙烯醇微 球，其直徑為500土25nm。在此基礎(chǔ)上，改變每種波長量子點(diǎn)材料的添加量， 每改變一次就會形成一種編碼。
實(shí)施例10:含有CdSe/ZnS量子點(diǎn)材料的多色聚乳酸微球按照實(shí)施例3的方法準(zhǔn)備CdSe/ZnS (612nm) 、 CdSe/ZnS (586nm)和 CdSe/ZnS (530nm)溶液；
將1.0g聚乳酸(購于Aldrich)溶解于9.5g氯仿與9.5g的N， N —二甲酰
胺中，攪拌配成5%溶液；
取10g制備的聚乳酸溶液，加入2.5g CdSe/ZnS(618nm) 、 2.5g CdSe/ZnS (586nm) 、 2.5g CdSe/ZnS (530nm)量子點(diǎn)材料的氯仿溶液，然后采用實(shí)施 例3的過程制得相應(yīng)的聚乳酸多色微球，其直徑為0.8±0.15微米。在此基礎(chǔ)上， 改變每種波長量子點(diǎn)材料的添加量，每改變一次就會形成一種編碼。
權(quán)利要求
1、多重?zé)晒饩幋a微球的高壓電紡制備方法，其步驟如下A、含有一種或多種熒光材料的電紡溶液的制備在空氣或惰性氣體氣氛中，將一種熒光材料或多種熒光材料的組合超聲分散于單一溶劑或混合溶劑中，溶劑應(yīng)使熒光材料超聲分散以后不發(fā)生沉降和熒光猝滅，熒光材料的質(zhì)量百分濃度為0.001％～10％，然后與高分子溶液共混，熒光材料與高分子的質(zhì)量比為1∶100000～10∶1，經(jīng)超聲、振蕩或攪拌使熒光材料均勻的分散于高分子溶液中，形成均相溶液或微乳液，即得到含有一種或多種熒光材料的電紡溶液；或?qū)晒獠牧吓c高分子同時(shí)添加到溶劑中，經(jīng)超聲、振蕩或攪拌形成均相溶液或微乳液，即得到含有一種或多種熒光材料的電紡溶液；B、多色熒光高分子微球的制備將步驟A中制備的含有一種或多種熒光材料的電紡溶液導(dǎo)入電紡絲設(shè)備的噴絲管內(nèi)，加裝具有1～3mm口徑的噴頭，并將噴頭與高壓電源的正極相連作為陽極，以金屬板為負(fù)極，正負(fù)極之間距離為5～30cm，用液體流量控制裝置調(diào)節(jié)紡絲液體流速為0.1～10ml/h，然后在噴頭上施加0.5～10萬伏的高壓電使聚合物溶液體帶電，聚合物液滴克服液體表面張力形成噴射細(xì)流，在電場的作用下，細(xì)流劈裂，形成尺寸均勻的多重?zé)晒饩幋a高分子微球，收集到負(fù)極上。
2、 如權(quán)利要求1所述的多重?zé)晒饩幋a微球的高壓電紡制備方法，其特征在于 熒光材料為量子點(diǎn)材料或熒光染料。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的多重?zé)晒饩幋a微球的高壓電紡制備方法，其特征在于所述多種熒光材料組合是指將多種量子點(diǎn)材料共混使用；或?qū)⒍喾N熒光 染料共混使用；或?qū)⒁环N或多種量子點(diǎn)材料與一種或多種熒光染料混合使用， 一種或多種量子點(diǎn)材料與一種或多種熒光染料之間的質(zhì)量比為0.001: 1 1:
4、 如權(quán)利要求2所述的多重?zé)晒饩幋a微球的高壓電紡制備方法，其特征在于量子點(diǎn)材料為n-vi族量子點(diǎn)材料或in-v族量子點(diǎn)材料，或由上述量子點(diǎn)材 料組成的核-殼結(jié)構(gòu)的量子點(diǎn)材料。
5、 如權(quán)利要求4所述的多重?zé)晒饩幋a微球的高壓電紡制備方法，其特征在于量子點(diǎn)材料為以CdSe、 CdTe、 CdS、 ZnS、 ZnSe、 HgS、 GaSe、 HgSe、 HgTe、 GdTe、 ZnTe、 ZnO、 PbS、 PbSe、 CaAs、 InP、 InAs、 InCaAs、 MgS、 MgSe、 MgTe、 CaS、 CaTe、 SrS、 SrSe、 SeTe、 BaS、 BaSe或BaTe為基礎(chǔ)的系列量子點(diǎn)材料。
6、 如權(quán)利要求5所述的多重?zé)晒饩幋a微球的高壓電紡制備方法，其特征在于量子點(diǎn)材料為CdSe、 CdSe/ZnS、 CdSe/ZnSe、 CdSe/CdS、 CdSe/CuSe、 CdSe/HgTe、 CdSe/HgSe/CdSe、 CdTe、 CdTe/ZnS、 CdTe/CdS、 CdTe/HgS、 CdS、 CdS/ZnS、 CdS/Ag2S 、 CdS/PbS 、 CdS/Cd(OH)2 、 CdS/HgS 、 CdS/HgS/Cd ZnS、 ZnS/CdS、 ZnS/CdS/ZnS或ZnS/HgS/ZnS/CdS。
7、 如權(quán)利要求2所述的多重?zé)晒饩幋a微球的高壓電紡制備方法，其特征在于-量子點(diǎn)材料為Mn、 Cu或Tb元素?fù)诫s的CdS、 CdSe、 CdTe、 ZnSe或ZnS系列量子點(diǎn)材料。
8、 如權(quán)利要求2所述的多重?zé)晒饩幋a微球的高壓電紡制備方法，其特征在于熒光染料為卟啉、熒光增白劑、核酸染料、吖啶、菲啶類染料、噻嗪和嗪類染料、BODIPY染料、熒光素類染料、羅丹明類染料、二氟垸硼類染料、二 苯乙烯類染料、萘酰亞胺類染料、芴類熒光染料或酞菁類染料。
9、 如權(quán)利要求1所述的多重?zé)晒饩幋a微球的高壓電紡制備方法，其特征在于 高分子為聚苯乙烯、苯乙烯/丙烯酸、苯乙烯/甲基丙烯酸、苯乙烯/丁二烯/苯 乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯/甲基丙 烯酸、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯垸酮、聚乙二醇、聚氧化乙烯、殼聚糖、聚丙 烯酰胺、聚乳酸、聚丙交酯、聚(乳酸-羥基乙酸)、聚己內(nèi)酯、聚芳醚酮、 聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚苯胺、聚噻吩、聚丙烯腈、聚苯并咪唑、聚酰亞胺、 尼龍、聚4一乙烯吡啶、聚胺酯、聚乙烯、聚醋酸乙烯酯、海藻酸鈉、DNA、 蛋白質(zhì)、白蛋白、聚乙烯咔唑、聚(乙烯-醋酸乙烯酯)、聚(乙烯-乙烯醇)、 聚丙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯(PVDF)、聚硅氧烷、聚甲醛、聚乙醛、聚 碳酸酯、聚羥基丁二酸戊酸酯、聚對苯二甲酸苯二胺、聚對苯二甲酸苯二酯、 纖維素、聚醚酰亞胺、天然橡膠、絲綢或膠原質(zhì)。
10、 如權(quán)利要求1所述的多重?zé)晒饩幋a微球的高壓電紡制備方法，其特征在于 將高分子全部或部分替換為Si02溶膠、Ti02溶膠或Si02和Ti02的混合溶膠，溶膠與高分子共混使用時(shí)， 一種或多種溶膠與單一組分高分子或多種組 分高分子混合物的質(zhì)量比為1: 99 99: 1。
11、 如權(quán)利要求1所述的多重?zé)晒饩幋a微球的高壓電紡制備方法，其特征在于高分子溶液中高分子的質(zhì)量濃度為0.001%~50%。
12、 如權(quán)利要求1所述的多重?zé)晒饩幋a微球的高壓電紡制備方法，其特征在于:熒光材料的質(zhì)量百分比濃度為0.001%~1.0%，。
13、 如權(quán)利要求1所述的多重?zé)晒饩幋a微球的高壓電紡制備方法，其特征在于: 熒光材料與高分子的質(zhì)量比為1: 100000~1: 1。
全文摘要
本發(fā)明屬于熒光編碼技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及多重?zé)晒饩幋a微球的高壓電紡制備方法。該方法是將不同數(shù)量和不同熒光特性的熒光材料(量子點(diǎn)材料或熒光染料)分散于高分子溶液中(或無機(jī)物溶膠中)，然后經(jīng)高壓電紡過程獲得尺寸可控，熒光強(qiáng)度和發(fā)光波長同時(shí)可調(diào)的編碼微球。量子點(diǎn)材料可以單獨(dú)使用，也可以共混使用；熒光染料可以單獨(dú)使用，也可以共混使用。熒光染料還可以與量子點(diǎn)材料混合使用。本發(fā)明制備的編碼微球可以為基因表達(dá)、蛋白質(zhì)間相互作用、多種疾病同時(shí)檢測、高通量藥物篩選和組合化學(xué)等領(lǐng)域提供數(shù)量巨大的熒光探針。本發(fā)明所述方法具有操作簡單、適用性廣、成本較低、熒光性質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，具有很好的應(yīng)用推廣價(jià)值。
文檔編號G01N21/64GK101338189SQ20081005112
公開日2009年1月7日 申請日期2008年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月27日
發(fā)明者巖 宋, 戰(zhàn)乃乾, 李耀先, 楊清彪, 王永強(qiáng) 申請人:吉林大學(xué)