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专利摘要

本发明（即一种多层保护超稳定水溶性单个荧光量子点和荧光微球的合成新方法）涉及一种制备多层保护超稳定水溶性单个荧光量子点和荧光微球的合成新方法。本发明首先利用两性齐聚物，将油溶性荧光量子点转移至水相中；然后将水溶性单个荧光量子点和荧光微球包裹进二氧化硅中；随后使二氧化硅包裹的单个荧光量子点和荧光微球表面带有疏水基团，最后重新利用两性齐聚物制备出多层保护超稳定水溶性单个荧光量子点和荧光微球。通过此方法可最大限度保护荧光量子点免受外界环境(如强酸，强碱，盐等)的破坏作用。在微孔免疫试纸条生物检测系统中可用于检测人绒毛促性腺激素（HCG）,艾滋病毒(HIV)，肝炎和猪尿中的瘦肉精——莱克多巴胺(Rac)残留等。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN201310043888.2
申请日期:
2013-02-04
专利申请人:
河南大学
分类号:
C09K11/88 ; C09K11/02
发明/设计人:
李林松，周长华，申怀彬
权利要求: 1.一种多层保护超稳定水溶性单个荧光量子点和荧光微球的合成新方法，包括以下步骤：①根据常用的有机相合成方法，选择适当的条件合成高质量的油溶性荧光量子点。所制备的荧光量子点单分散性好，半峰宽较窄，量子产率在10-90%之间。 ②将油溶性荧光量子点溶解于有机溶剂中制得溶液 (量子点浓度为3-100 mg/mL)，随后将含有羧基或者胺基的双亲性齐聚物溶于上述溶液中混合；混合后油溶性量子点与双亲性齐聚物的物质的量比为1：20-200;对混合液进行充分搅拌并使有机溶剂挥发；有机溶剂挥发完毕后加入适量的氨水溶液 (pH = 9-10)，超声10-30 min即得水溶性单个荧光量子点和荧光微球。单个荧光量子点尺寸在6-10 nm 之间, 而荧光微球尺寸可调控在50-200 nm 之间。其中所述有机溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷和正己烷等。此方法合成的水溶性单个荧光量子点和荧光微球可用于细胞标记（如成纤维瘤细胞）和用于微孔免疫试纸条领域检测某些生物分子（如人绒毛膜促性腺激素 (HCG)和乙肝病毒(HBV)的检测）。③采用stober方法在水-乙醇体系中以氨水为催化剂水解二氧化硅前驱体（如硅酸四乙酯和硅酸钠），将预先制备的水溶性单个荧光量子点和荧光微球包裹进二氧化硅中，溶液pH值可控制在8-10之间，二氧化硅前驱体与单个荧光量子点(或者荧光微球)的质量比为1：90-800，反应时间为8-24 h。二氧化硅壳层厚度可以控制在1.2-9.0 nm之间。 ④常温下，将二氧化硅包裹的单个荧光量子点和荧光微球分散于无水乙醇中制得溶液(浓度为15-400 mg/mL)，随后在搅拌条件下将长碳链硅烷偶联剂加入到上述溶液中混合，混合后二氧化硅包裹的单个荧光量子点(或者荧光微球)与硅烷偶联剂物质的量比为1：20-80，溶液pH值可控制在8-10之间。反应时间为12-36 h。最终可使二氧化硅包裹的单个荧光量子点和荧光微球表面修饰上疏水基团(能分散于有机溶剂中)。此种方法制备的油溶性复合单个荧光量子点和荧光微球可用于固态发光领域。⑤利用含有羧基或者胺基的双亲性齐聚物将所上述合成的油溶性复合单个荧光量子点和荧光微球重新转移至水相中(油溶性复合单个量子点(或者荧光微球)与双亲性齐聚物的物质的量比为1：200-400)，最终得羧基或者胺基化水溶性多层保护单个荧光量子点和荧光微球。所制备的多层保护水溶性单个荧光量子点和荧光微球可在苛刻的生理环境中用于微孔免疫试纸条领域检测某些生物分子（如在猪尿中检测盐酸克伦特罗(Cle)和莱克多巴胺(Rac)残留)。2.根据权利要求书1所述的一种多层保护超稳定水溶性单个荧光量子点和荧光微球的合成新方法，其特征在于单个荧光量子点和荧光微球被双亲性齐聚物、二氧化硅壳层、长碳链硅烷偶联剂等三种不同类型的保护层所包裹。3.根据权利要求书1所述的一种多层保护超稳定水溶性单个荧光量子点和荧光微球的合成新方法，其特征在于在不同的合成阶段能制备不同用途的单个荧光量子点和荧光微球：双亲性齐聚物修饰的水溶性单个荧光量子点和荧光微球、二氧化硅包裹的油溶性单个荧光量子点和荧光微球以及多层保护的水溶性单个荧光量子点和荧光微球。4.根据权利要求书1所述的一种多层保护超稳定水溶性单个荧光量子点和荧光微球的合成新方法，其特征在于多层保护的水溶性单个荧光量子点和荧光微球可在各种酸、碱、盐环境，尤其是在苛刻生理环境中稳定存在(具有普适性)。5.根据权利要求书1所述的一种多层保护超稳定水溶性单个荧光量子点和荧光微球的合成新方法，其特征在于所采用的荧光量子点包括CdSe/CdS、CdSe/ZnS、CdSe/CdS/ZnS、ZnSe/ZnS、ZnSe/CdSe/ZnS、CuInS2/ZnS、CuInZnxS2+x/ZnS、CdxZn1-xSe/ZnS、CdS/ZnSe、ZnSe/CdSe/ZnS、CdTe/CdSe等核壳结构半导体量子点以及Mn-ZnSe/ZnS等掺杂结构量子点。此外Fe3O4、 Au、Ag 和Fe3O4-CdSe/ZnS双功能量子点可以被采用。6.根据权利要求书1所述的一种多层保护超稳定水溶性单个荧光量子点和荧光微球的合成新方法，其特征在于步骤②中所述的水溶性单个荧光量子点和荧光微球是通过油相合成而后进行水相改性而制备的，所使用的双亲性齐聚物和量子点的比例为1：20-200，所制备的水溶性单个荧光量子点和荧光微球表面功能团为羧基或者胺基。7.根据权利要求书1所述的一种多层保护超稳定水溶性单个荧光量子点和荧光微球的合成新方法，其特征在于步骤②中采用的量子点表面修饰剂为含有羧基或者胺基功能团的双亲性齐聚物。如聚马来酸十六醇酯、聚马来酸十二醇酯、聚马来酸酐-聚乙二醇酯、聚马来酸酐-聚乙二醇-三乙醇胺酯、聚马来酸酐-聚乙二醇-乙二胺酯等。8.根据权利要求书1所述的一种多层保护超稳定水溶性单个荧光量子点和荧光微球的合成新方法，其特征在于步骤③中制备二氧化硅包裹的单个荧光量子点和荧光微球采用的是stober方法水解二氧化硅前驱体(如硅酸四乙酯和硅酸钠等)，二氧化硅前驱体与单个荧光量子点(或者荧光微球)的质量比为1：90-800。9.根据权利要求书1所述的一种多层保护超稳定水溶性单个荧光量子点和荧光微球的合成新方法，其特征在于步骤④中含有疏水基团的修饰剂为长碳链硅烷偶联剂，包括十八烷基三甲氧基硅烷(trimethoxy(octadecyl)silane)、十二烷基三甲氧基硅烷(trimethoxy(dodecyl)silane)、十八烷基三乙氧基硅烷(triethoxy(octadecyl)silane)和十二烷基三乙氧基硅烷(triethoxy(dodecyl)silane)等。单个荧光量子点(或者荧光微球)与长碳链硅烷偶联剂物质的量比为1：20-80。