有机荧光微球的制备

1、河北科技师范学院科研技能训练有机荧光微球的制备院（系、部）名称：理化学院专业名称：应用化学学生姓名：代云霞学生学号：1011090103指导教师：张志刚2012年06月06日河北科技师范学院教务处制摘要本文综述了有机荧光微球的制备方法如包埋法，接枝法等，以及各种方法的优缺点 及改进技术，探讨了荧光微球在生物学等领域的潜在研究，同时指出了目前该领域中有 机荧光微球所存在的问题并对其发展趋势做了展望。关键词：荧光微球；有机；制备途径；生物学1引言荧光微球作为一类特殊的功能微球，以其稳定的形态结构、窄的粒径分布、好的单分 散性和高效的发光效率，在许多领域尤其是生物医学领域有很重要的应用1,2。因此，

2、 制备具有荧光功能聚合物微球已逐渐成为广大科研工作者的热衷探索的课题。荧光微球 一般指微球的表面标有荧光物质或微球体内结构含有荧光物质的微球，受到外界能量刺 激能激发出荧光3。它是一种载有荧光分子的功能性微球，其中有机荧光微球主要制备途 径有以下三种方法：（1）将有机荧光分子通过物理或者化学的方法接枝到聚合物微球表 面4；（2）将荧光分子或者量子点包埋到聚合物微球内部5-7；（3）通过层层自组装法制备中间包裹有荧光物质的荧光微球或者微囊8,9。2有机荧光微球的制备技术2.1物理化学接枝法将有机荧光分子通过物理化学方法接枝到聚合物微球表面是制备有机荧光微球的 一种较直接的方法，其优点是制备过程简

3、单方便且不会影响聚合物微球的形态，单分 散性;通过控制荧光素的投料量可以控制微球的荧光强度.其缺点是微球表面的官能团 往往较少，所以很难制备具有高荧光强度的微球.刘洪波等1采用无皂及种子无皂乳液聚合方法制备了 200800 nm粒径的四个不同 尺寸的单分散聚合物微球，当单体滴速为1mL/h时，没有二次成核现象的发生。然后 通过扩散合成法在微球表面修饰树枝状聚酰胺。最后通过微球表面的氨基与四甲基异 硫氤酸罗丹明（TRITC）键合后制备了四种不同尺寸的荧光微球。此方法通过控制荧光素的投料量可以控制聚合物微球的荧光强度.并且避免普通接 枝方法由于微球表面的官能团较少，难于制备出具有高荧光强度的微球的

4、缺点。从而制 备出荧光强度较强的荧光微球。图1为PMGD微球表面接枝不同代数d-PAMAM的纳米微球PMGD-d-PAMAM(n)合成 示意图图1 PMGD微球表面接枝树枝状聚酰胺胺d-PAMAM的合成示意图2.2包埋法此种方法的基本原理是将荧光材料(包括量子点)均匀分散在介质中，利用聚合反 应或微胶囊化方法制备荧光微球。如果将多种荧光材料均匀分散在同一介质中，则制备 出的荧光微球包含多种荧光材料，包埋法很好地解决了物理吸附所产生的缺点，它将 荧光物质完全包埋在微球内部，使其不会受到任何外部因素的影响，保障了微球荧光 强度的稳定性。如图2所示，荧光物质包埋在聚合物载体内部。:： + Ofluo

5、rescent matter polymer or monomer fluorescent microsphere图2利用包埋法制备荧光微球吴伟兵等11采用两步分散聚合法通过包覆负载染料的方式制备了单分散聚苯乙烯 荧光微球，以高分子质量(Mw = 300 000 g /mol)的聚乙烯毗咯烷酮作稳定剂，采用 间断式连续滴加染料单体的方式进行制备。显示微球粒径均匀，在微球球壳的保护作 用下，染料可有效避免荧光猝灭，荧光信号比同浓度的溶液高几个数量级;此外，微 球荧光发射稳定，不受外界环境介质变化的影响。其中由于水相法制备方便、成本较低，因此近些年来人们开始尝试探索水相制备复 合荧光微球的包埋方法

6、。Gao等12尝试了用可聚合的乳化剂先将带负电荷的纳米品体进 行相转移，然后进行聚合得到了微米级的荧光聚合物微球.Ford等13利用静电作用 吸附乙烯基苯季铵盐，然后通过乳液聚合的方法包覆纳米品，得到亚微米级的聚合 物荧光微球.毛勇伟等14利用改进的正相细乳液聚合法，对疏水的CdTe纳米品进行包覆， 得到了纳米级的交联聚苯乙烯荧光微球。改善了微球在水相中的分散性，并将此类荧 光功能微球成功用于细胞成像.2.3层层自组装法该方法主要利用无机或有机的胶体球作为成膜模板，通过在其表面的静电吸附， 可以将有机荧光纳米微粒以交替的方式与不同种类的聚电解质组装成膜而制备得到荧 光微球，其示意图如图3。.

7、+ O Olluorescent matter polymer micivsphcre fluorescent microsphere+- ofluorescent matter flnnreicent miemsnhere图3层层自组装法制备荧光微球例如，王德平等15利用法制St ber法16,17备了 CdSe/SiO2荧光微球，结果表明:CdSe 量子点被包裹在SiO2微球内，并形成了具有良好荧光性能的CdSe/SiO2荧光微球，其荧 光性能与合成工艺条件有着显著的相关性。又如，张皓等18,19利用表面活性剂双层修饰技术通过Ba2+与SO42-的共沉淀制备出 包覆在CdTe纳米品表面引入

8、了一SO4-反应位点，并利用此位点成功地制备了包覆有 CdTe纳米品的BaSO4单重及多重荧光复合微球O4复合荧光微球的制备.利用这种方法 合成的复合微球不会破坏纳米品的表面结构，能够很好地保留原始纳米品的光学性质， 纳米品的耐酸得到了很大提高。合成包覆有CdTe纳米品BaSO4复合微球共需要三步如 图4所示Fi Olli wjfler i fipnUbfiiL, root clikvJonti CivFi Olli wjfler i fipnUbfiiL, root clikvJonti Civ图4合成包裹有CdTe纳米晶的BaSO4复合微球步骤3.展望高分子荧光微球在免疫分析、高通量药物筛

9、选、药物体、固定化酶、细菌和病毒诊 断、单个核苷酸多态性基因型、细胞因子鉴定以及单细胞分析等方面均有重要的应用 20-22。但是就其发展情况来看，还是远远不够的。因此,研究荧光微球的制备技术，将对 我国生物医学等领域的发展具有重要的意义。要制备出可用于我国高通量药物筛选23-25、 具备自主知识产权的高性能荧光微球，需要对荧光微球的制备方法、影响因素及聚合 反应的机理等、我们要不断提高荧光微球的捕获、混合、检测能力，提高特异性、敏感 性,26-28同时使其简单化、降低成本。有机荧光微球的制备将引起人们的更大关注而不 断发展。参考文献于淼,邹明强,何昭阳.高分子荧光微球在生物医学领域中的某些应用

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