CN111088033A - 一种单分散高性能量子点荧光微球的制备方法 - Google Patents

一种单分散高性能量子点荧光微球的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111088033A
CN111088033A CN201911356050.2A CN201911356050A CN111088033A CN 111088033 A CN111088033 A CN 111088033A CN 201911356050 A CN201911356050 A CN 201911356050A CN 111088033 A CN111088033 A CN 111088033A
Authority
CN
China
Prior art keywords
quantum dot
microspheres
dot fluorescent
monodisperse
preparation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201911356050.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111088033B (zh
Inventor
康英杰
宋孟杰
杨永喆
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzhou Vdo Biotech Co ltd
Original Assignee
Suzhou Vdo Biotech Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suzhou Vdo Biotech Co ltd filed Critical Suzhou Vdo Biotech Co ltd
Priority to CN201911356050.2A priority Critical patent/CN111088033B/zh
Publication of CN111088033A publication Critical patent/CN111088033A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111088033B publication Critical patent/CN111088033B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/02Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor
    • C09K11/025Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor non-luminescent particle coatings or suspension media
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y20/00Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F212/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring
    • C08F212/02Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical
    • C08F212/04Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical containing one ring
    • C08F212/06Hydrocarbons
    • C08F212/08Styrene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/88Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing selenium, tellurium or unspecified chalcogen elements
    • C09K11/881Chalcogenides
    • C09K11/883Chalcogenides with zinc or cadmium

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Manufacturing Of Micro-Capsules (AREA)

Abstract

本发明涉及一种单分散高性能量子点荧光微球的制备方法,首先,采用自由基聚合法合成聚苯乙烯种子微球;然后,采用一步种子溶胀聚合法制备得到单分散表面功能化的多孔聚合物微球;再将所制备的单分散表面功能化的多孔聚合物微球与量子点通过酰胺缩合反应即得到量子点荧光微球;最后对量子点荧光微球进行表面高分子聚合物修饰,将量子点包裹于高分子聚合物内。制备的单分散量子点荧光微球尺寸均一、荧光分布均匀、荧光强度高、稳定性好,提高量子点稳定性的同时改善量子点荧光微球的亲水性并赋予其功能化。

Description

一种单分散高性能量子点荧光微球的制备方法
技术领域
本发明涉及一种单分散高性能量子点荧光微球的制备方法,属于聚合物微球合成技术领域。
背景技术
目前,量子点是指纳米尺度下的由II-VI族或III-V族元素等组成的半导体材料,因其具有较常规荧光染料更宽的激发谱和更窄的发射谱,而在化学荧光领域受到了广泛关注和研究。
量子点的制备工艺主要有有机相合成和水相合成两种。有机相合成的量子点具有尺寸分布范围窄、荧光量子产率高、稳定性好等优点,但因其表面是油溶性的,不能直接应用于生物体系,因此还需对其进行配体修饰,转移到水相中,在配体修饰转移到水相的过程中,量子产率降低,甚至会发生荧光淬灭现象。水相合成量子点由于操作简便、成本低、表面可控、生物相容性好等而受关注,成为近来研究的热点。然而单一量子点由于尺寸小,单个量子点发光能力有限,且因其比表面积大,长期存放不稳定,随之其表面性质及荧光特性也会受到影响。为解决这一问题,量子点微球应运而生,量子点微球是指通过各种不同方式将很多量子点包载于微球内,这样不仅可以通过减少暴露提高量子点的稳定性,还可以提高其量子产率。
量子点微球的制备方法有多种,有直接聚合法、种子溶胀聚合法等。直接聚合法制备的微球尺寸分布不均一,微球内荧光量子点的载量也不同。种子溶胀聚合法可以先制备尺寸分布均一的聚合物微球,再将荧光量子点装载于微球内,因此得到的量子点微球尺寸均一且荧光量子点载量可控。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的不足,提供一种单分散高性能量子点荧光微球的制备方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现:
一种单分散高性能量子点荧光微球的制备方法,特点是:包括以下步骤:
1)采用自由基聚合法合成聚苯乙烯种子微球;
2)采用一步种子溶胀聚合法制备得到单分散表面功能化的多孔聚合物微球;
3)将所制备的单分散表面功能化的多孔聚合物微球与量子点通过酰胺缩合反应即得到量子点荧光微球;
4)对量子点荧光微球进行表面高分子聚合物修饰,将量子点包裹于高分子聚合物内。
进一步地,上述的一种单分散高性能量子点荧光微球的制备方法,其中,步骤1),于60~75℃水浴中,将单体苯乙烯加入到溶解有乳化剂和分散剂的反应介质中,机械搅拌,加入总单体质量0.1~2%的引发剂溶解,聚合反应7~24h,得到聚苯乙烯种子微球,控制微球尺寸在0.5~3um um。
进一步地,上述的一种单分散高性能量子点荧光微球的制备方法,其中,步骤2),一步种子溶胀聚合法为:将聚苯乙烯种子微球分散于聚乙烯醇溶液中得到聚苯乙烯种子分散液,将溶胀单体、功能单体、交联剂、致孔剂和引发剂组成的油相与十二烷基硫酸钠和聚乙烯醇组成的水相高压均质后滴加到聚苯乙烯种子分散液中,室温溶胀过夜后再升温聚合,抽提除去致孔剂后得到单分散表面功能化的多孔聚合物微球。
进一步地,上述的一种单分散高性能量子点荧光微球的制备方法,其中,将聚苯乙烯种子微球分散于0.1~0.5%的聚乙烯醇溶液中,得到聚苯乙烯种子分散液。
进一步地,上述的一种单分散高性能量子点荧光微球的制备方法,其中,溶胀单体为苯乙烯,功能单体为含氨基的苯乙烯类单体,交联剂为含两个或多个不饱和双键的可聚合单体,致孔剂为甲苯或邻苯二甲酸二丁酯,引发剂为有机类引发剂。
进一步地,上述的一种单分散高性能量子点荧光微球的制备方法,其中,功能单体为氨基苯乙烯,交联剂为二乙烯基苯、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、乙二醇二甲基丙烯酸酯中的一种或多种,引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化二乙酰、偶氮二异丁腈中的一种或多种。
进一步地,上述的一种单分散高性能量子点荧光微球的制备方法,其中,十二烷基硫酸钠和聚乙烯醇组成的水相中,十二烷基硫酸钠的质量份数为0.1%~0.25%,聚乙烯醇的质量份数为0.1%~0.5%。
进一步地,上述的一种单分散高性能量子点荧光微球的制备方法,其中,溶胀单体、功能单体、交联剂、致孔剂、引发剂组成的油相与十二烷基硫酸钠和聚乙烯醇组成的水相经过高压均质形成的液滴尺寸在0.5~1um。
进一步地,上述的一种单分散高性能量子点荧光微球的制备方法,其中,高压均质形成的液滴滴加到聚苯乙烯种子分散液中,滴加速度为2~3ml/min。
进一步地,上述的一种单分散高性能量子点荧光微球的制备方法,其中,聚苯乙烯种子溶胀为室温溶胀,温度为25~35℃,溶胀时间为过夜溶胀12~24h,聚合温度为60~75℃,聚合时间为12~24h。
进一步地,上述的一种单分散高性能量子点荧光微球的制备方法,其中,单分散表面功能化的多孔聚合物微球表面为氨基修饰。
进一步地,上述的一种单分散高性能量子点荧光微球的制备方法,其中,所述量子点为水相法制备的表面柠檬酸修饰的CdSe量子点,尺寸2~5nm。
进一步地,上述的一种单分散高性能量子点荧光微球的制备方法,其中,步骤4),将量子点荧光微球分散于去离子水中,向其中加入聚丙烯酸或羧基聚乙二醇溶液,室温搅拌过夜;之后离心清洗即得到表面羧基高分子聚合物修饰的量子点荧光微球。
本发明与现有技术相比具有显著的优点和有益效果,具体体现在以下方面:
①本发明方法制备的单分散量子点荧光微球尺寸均一、荧光分布均匀、荧光强度高、稳定性好,提高量子点稳定性的同时改善量子点荧光微球的亲水性并赋予其功能化;
②所采用的种子微球为聚苯乙烯微球,尺寸在0.5~3um可控,且均一性好;
③采用一步种子溶胀聚合法制备氨基化多孔微球,避免多次溶胀的不均一性,步骤简便且可根据目标微球尺寸选择特定尺寸的种子微球和溶胀倍数,可根据不同需求制备不同尺寸的氨基多孔微球;
④多孔球氨基化便于量子点通过共价偶联固定于微球内部孔隙和表面,最大化结合量子点的同时,量子点在微球内的分布更加均匀;
⑤表面高分子聚合物修饰封闭量子点的同时赋予微球功能化,既提高了量子点的稳定性,也为后续生物应用提供了便利;为量子点荧光微球的批量、稳定合成提供了新的途径。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明具体实施方式了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
图1:实施例1制备的单分散表面氨基多孔微球的SEM照片;
图2:实施例1制备的单分散高性能量子点荧光微球的SEM照片;
图3:实施例1制备的单分散高性能量子点荧光微球的荧光强度图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现详细说明具体实施方案。
为提高荧光量子点的载量,本发明首先采用种子溶胀聚合合成带有丰富孔隙结构的表面氨基化多孔微球,这样后续进行荧光量子点包载时,可以利用微球内丰富的孔隙结构提高量子点的包载量,从而提高微球的荧光量子产率,这样包载于微球孔隙内的方式避免了量子点裸露,从而提高其稳定性。此外,本发明还对包载了荧光量子点的微球进行后续高分子聚合物修饰,进一步提高稳定性的同时还赋予微球表面功能化,为量子点荧光微球的批量、稳定合成提供了新的途径。
一种单分散高性能量子点荧光微球的制备方法,包括以下步骤:
1)采用自由基聚合法合成聚苯乙烯种子微球;采用自由基聚合法制备,包含乳液聚合、无皂乳液聚合或分散聚合,通过调节体系参数,如单体用量、引发剂用量、乳化剂/分散剂种类、反应介质等,控制微球尺寸在0.5~3um;
具体为:于60~75℃水浴中,将单体苯乙烯加入到溶解有乳化剂/分散剂的反应介质中,机械搅拌(100~300rpm),加入总单体质量0.1~2%的引发剂溶解,聚合反应7~24h,得到聚苯乙烯种子微球。其中,乳化剂/分散剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇等。反应介质为水或乙醇或乙醇和水的混合液。引发剂为无机过氧化物类引发剂,如过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠等,有机偶氮类引发剂,如偶氮二异丁腈、偶氮二异戊腈、偶氮二异庚腈等。
2)采用一步种子溶胀聚合法制备得到单分散表面功能化的多孔聚合物微球;单分散表面功能化的多孔聚合物微球表面为氨基修饰;
具体为:将聚苯乙烯种子微球分散于0.1~0.5%的聚乙烯醇溶液中得到聚苯乙烯种子分散液,将溶胀单体、功能单体、交联剂、致孔剂和引发剂组成的油相与十二烷基硫酸钠和聚乙烯醇组成的水相高压均质,形成的液滴尺寸在0.5~1um,后滴加到聚苯乙烯种子分散液中,滴加速度为2~3ml/min,室温溶胀过夜后再升温聚合,抽提除去致孔剂后得到单分散表面功能化的多孔聚合物微球。
其中,溶胀单体为苯乙烯,功能单体为含氨基的苯乙烯类单体,具体采用氨基苯乙烯;交联剂为含两个或多个不饱和双键的可聚合单体,具体采用二乙烯基苯、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、乙二醇二甲基丙烯酸酯中的一种或多种;致孔剂为甲苯或邻苯二甲酸二丁酯,引发剂为有机类引发剂,具体采用过氧化苯甲酰、过氧化二乙酰、偶氮二异丁腈中的一种或多种。十二烷基硫酸钠和聚乙烯醇组成的水相中,十二烷基硫酸钠的质量份数为0.1%~0.25%,聚乙烯醇的质量份数为0.1%~0.5%。
聚苯乙烯种子溶胀为室温溶胀,温度为25~35℃,溶胀时间为过夜溶胀12~24h,聚合温度为60~75℃,聚合时间为12~24h。
3)将所制备的单分散表面功能化的多孔聚合物微球与量子点通过酰胺缩合反应即得到量子点荧光微球;单分散表面功能化多孔聚合物微球为以上一步溶胀聚合得到的表面氨基尺寸0.8~7um多孔聚合物微球;量子点为水相法制备的表面柠檬酸修饰的CdSe量子点,尺寸2~5nm;
具体为:将氨基化多孔聚合物微球分散于0.01M PBS(pH=7.4)溶液中,加入经EDC和NHS活化的量子点中,37℃下摇床震荡2h;离心去除游离的量子点;用0.01M PBS复溶沉淀物。
4)对量子点荧光微球进行表面高分子聚合物修饰,高分子聚合物为聚丙烯酸或羧基聚乙二醇,将量子点包裹于高分子聚合物内;提高量子点稳定性的同时改善量子点荧光微球的亲水性并赋予其功能化。
具体为:将量子点荧光微球分散于去离子水中,向其中加入聚丙烯酸或羧基聚乙二醇溶液,室温搅拌过夜;之后离心清洗即得到表面羧基高分子聚合物修饰的量子点荧光微球。
实施例1:
称取无水碳酸钠0.4g、过硫酸钾0.4g超声溶解于500g去离子水中,溶解完全后加入到四口烧瓶中,向其中加入苯乙烯单体30g,机械搅拌200rpm,恒温水浴70℃下反应10h。先后用乙醇和去离子水离心清洗得到聚苯乙烯种子微球。
称取以上制备的聚苯乙烯种子微球10g,超声分散于1500g质量分散0.5%的聚乙烯醇溶液中,加入到四口烧瓶中,恒温水浴35℃,机械搅拌120rpm。称取苯乙烯56g、氨基苯乙烯7g、二乙烯基苯7g、甲苯10g、偶氮二异丁腈1.4g于烧杯中,超声溶解后,加入到600g含质量分数0.2%的十二烷基硫酸钠和质量分数0.2%的聚乙烯醇水溶液中,高压均质作用下乳化得到乳白色液滴。将该乳白色液滴滴加到四口烧瓶中。滴加结束,35℃下溶胀24h,之后升高水浴温度到75℃,聚合反应12h。先后用乙醇和去离子水离心清洗,之后50℃下干燥得粉末。将干燥粉末分散于二氯甲烷中,在索式抽提器中抽提12h,以除去线性苯乙烯和致孔剂,最后用乙醇和去离子水再次清洗,得到氨基多孔微球。
称取氨基多孔微球0.5g用0.01M PBS(pH=7.4)溶液离心清洗三次,最终分散于100g 0.01M PBS(pH=7.4)溶液中;取3mL量子点溶液,加入1ml EDC(0.2M)和5ml NHS(0.2M),室温摇床孵育30min对表面羧酸修饰的量子点进行活化,清洗后用10ml 0.01M PBS复溶,将其加入到多孔球分散液中,室温摇床孵育3h;用0.01M PBS(pH=7.4)离心清洗三次去除未结合上去的量子点,再用50g 0.01M PBS(pH=7.4)复溶,即得到量子点荧光微球。
称取量子点荧光微球0.5g分散于50g去离子水中,向其中加入聚丙烯酸溶液10g(1%),室温搅拌过夜。离心清洗即得到表面羧基高分子聚合物修饰的量子点荧光微球。
利用扫描电子显微镜表征以上制备得到的聚苯乙烯种子微球,结果如图1所示,微球呈单分散性,尺寸均一,平均粒径500nm。之后以该聚苯乙烯种子微球通过一步种子溶胀聚合反应制备得到的氨基多孔微球的扫描电子显微镜结果如图2所示,从图2可见,制备得到的氨基多孔微球保持了原有种子微球的单分散性,尺寸约1um。在此基础上制备得到的量子点荧光微球的荧光信号强度如图3所示。
实施例2
称取聚乙烯基吡咯烷酮2g超声溶解于180g无水乙醇中,加入到四口烧瓶,向其中加入苯乙烯单体20g,机械搅拌200rpm,恒温水浴70℃下反应24h。先后用乙醇和去离子水离心清洗得到聚苯乙烯种子微球。
称取以上制备的聚苯乙烯种子微球10g,超声分散于1500g质量分散0.5%的聚乙烯醇溶液中,加入到四口烧瓶中,恒温水浴35℃,机械搅拌120rpm。称取苯乙烯56g、氨基苯乙烯7g、二乙烯基苯7g、邻苯二甲酸二丁酯20g、偶氮二异丁腈1.4g于烧杯中,超声溶解后,加入到600g含质量分数0.1%的十二烷基硫酸钠和质量分数0.2%的聚乙烯醇水溶液中,高压均质作用下乳化得到乳白色液滴。将该乳白色液滴滴加到四口烧瓶中。滴加结束,35℃下溶胀24h,之后升高水浴温度到75℃,聚合反应12h。先后用乙醇和去离子水离心清洗,之后50℃下干燥得粉末。将干燥粉末分散于二氯甲烷中,在索式抽提器中抽提12h,以除去线性苯乙烯和致孔剂,最后用乙醇和去离子水再次清洗,得到氨基多孔微球。
称取氨基多孔微球0.5g用0.01M PBS(pH=7.4)溶液离心清洗三次,最终分散于100g 0.01M PBS(pH=7.4)溶液中;取3mL量子点溶液,加入1ml EDC(0.2M)和5ml NHS(0.2M),室温摇床孵育30min对表面羧酸修饰的量子点进行活化,清洗后用10ml 0.01M PBS复溶,将其加入到多孔球分散液中,室温摇床孵育3h;用0.01M PBS(pH=7.4)离心清洗三次去除未结合上去的量子点,再用50g 0.01M PBS(pH=7.4)复溶,即得到量子点荧光微球。
称取量子点荧光微球0.5g分散于50g去离子水中,向其中加入聚丙烯酸溶液10g(1%),室温搅拌过夜。离心清洗即得到表面羧基高分子聚合物修饰的量子点荧光微球。
实施例3
称取聚乙烯基吡咯烷酮4g超声溶解于360g无水乙醇和40g去离子水的混合溶液中,加入到四口烧瓶,向其中加入苯乙烯单体40g,机械搅拌200rpm,恒温水浴70℃下反应24h。先后用乙醇和去离子水离心清洗得到聚苯乙烯种子微球。
称取以上制备的聚苯乙烯种子微球20g,超声分散于3000g质量分散0.5%的聚乙烯醇溶液中,加入到四口烧瓶中,恒温水浴35℃,机械搅拌120rpm。称取苯乙烯112g、氨基苯乙烯14g、二乙烯基苯14g、邻苯二甲酸二丁酯20g、偶氮二异丁腈2.8g于烧杯中,超声溶解后,加入到1200g含质量分数0.1%的十二烷基硫酸钠和质量分数0.2%的聚乙烯醇水溶液中,高压均质作用下乳化得到乳白色液滴。将该乳白色液滴滴加到四口烧瓶中。滴加结束,35℃下溶胀24h,之后升高水浴温度到75℃,聚合反应12h。先后用乙醇和去离子水离心清洗,之后50℃下干燥得粉末。将干燥粉末分散于二氯甲烷中,在索式抽提器中抽提12h,以除去线性苯乙烯和致孔剂,最后用乙醇和去离子水再次清洗,得到氨基多孔微球。
称取氨基多孔微球5g用0.01M PBS(pH=7.4)溶液离心清洗三次,最终分散于1000g 0.01M PBS(pH=7.4)溶液中;取30mL量子点溶液,加入10ml EDC(0.2M)和50ml NHS(0.2M),室温摇床孵育30min对表面羧酸修饰的量子点进行活化,清洗后用100ml 0.01MPBS复溶,将其加入到多孔球分散液中,室温摇床孵育3h;用0.01M PBS(pH=7.4)离心清洗三次去除未结合上去的量子点,再用500g 0.01M PBS(pH=7.4)复溶,即得到量子点荧光微球。
称取量子点荧光微球5g分散于500g去离子水中,向其中加入聚丙烯酸溶液100g(1%),室温搅拌过夜。离心清洗即得到表面羧基高分子聚合物修饰的量子点荧光微球。
综上所述,本发明方法制备的单分散量子点荧光微球尺寸均一、荧光分布均匀、荧光强度高、稳定性好,提高量子点稳定性的同时改善量子点荧光微球的亲水性并赋予其功能化。
一方面,所采用的种子微球为聚苯乙烯微球,尺寸在0.5~3um可控,且均一性好;
另一方面,采用一步种子溶胀聚合法制备氨基化多孔微球,避免多次溶胀的不均一性,步骤简便且可根据目标微球尺寸选择特定尺寸的种子微球和溶胀倍数,可根据不同需求制备不同尺寸的氨基多孔微球;
还有,多孔球氨基化便于量子点通过共价偶联固定于微球内部孔隙和表面,最大化结合量子点的同时,量子点在微球内的分布更加均匀;
再者,表面高分子聚合物修饰封闭量子点的同时赋予微球功能化,既提高了量子点的稳定性,也为后续生物应用提供了便利;为量子点荧光微球的批量、稳定合成提供了新的途径。
需要说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施方式,并非用以限定本发明的权利范围;同时以上的描述,对于相关技术领域的专门人士应可明了及实施,因此其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰,均应包含在申请专利范围中。

Claims (13)

1.一种单分散高性能量子点荧光微球的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
1)采用自由基聚合法合成聚苯乙烯种子微球;
2)采用一步种子溶胀聚合法制备得到单分散表面功能化的多孔聚合物微球;
3)将所制备的单分散表面功能化的多孔聚合物微球与量子点通过酰胺缩合反应即得到量子点荧光微球;
4)对量子点荧光微球进行表面高分子聚合物修饰,将量子点包裹于高分子聚合物内。
2.根据权利要求1所述的一种单分散高性能量子点荧光微球的制备方法,其特征在于:步骤1),于60~75℃水浴中,将单体苯乙烯加入到溶解有乳化剂和分散剂的反应介质中,机械搅拌,加入总单体质量0.1~2%的引发剂溶解,聚合反应7~24h,得到聚苯乙烯种子微球,控制微球尺寸在0.5~3um。
3.根据权利要求1所述的一种单分散高性能量子点荧光微球的制备方法,其特征在于:步骤2),一步种子溶胀聚合法为:将聚苯乙烯种子微球分散于聚乙烯醇溶液中得到聚苯乙烯种子分散液,将溶胀单体、功能单体、交联剂、致孔剂和引发剂组成的油相与十二烷基硫酸钠和聚乙烯醇组成的水相均质后滴加到聚苯乙烯种子分散液中,室温溶胀过夜后再升温聚合,抽提除去致孔剂后得到单分散表面功能化的多孔聚合物微球。
4.根据权利要求3所述的一种单分散高性能量子点荧光微球的制备方法,其特征在于:将聚苯乙烯种子微球分散于0.1~0.5%的聚乙烯醇溶液中,得到聚苯乙烯种子分散液。
5.根据权利要求3所述的一种单分散高性能量子点荧光微球的制备方法,其特征在于:溶胀单体为苯乙烯,功能单体为含氨基的苯乙烯类单体,交联剂为含两个或多个不饱和双键的可聚合单体,致孔剂为甲苯、邻苯二甲酸二丁酯中的一种或多种,引发剂为有机类引发剂。
6.根据权利要求3所述的一种单分散高性能量子点荧光微球的制备方法,其特征在于:功能单体为氨基苯乙烯,交联剂为二乙烯基苯、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、乙二醇二甲基丙烯酸酯中的一种或多种,引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化二乙酰、偶氮二异丁腈中的一种或多种。
7.根据权利要求3所述的一种单分散高性能量子点荧光微球的制备方法,其特征在于:十二烷基硫酸钠和聚乙烯醇组成的水相中,十二烷基硫酸钠的质量份数为0.1%~0.25%,聚乙烯醇的质量份数为0.1%~0.5%。
8.根据权利要求3所述的一种单分散高性能量子点荧光微球的制备方法,其特征在于:溶胀单体、功能单体、交联剂、致孔剂、引发剂组成的油相与十二烷基硫酸钠和聚乙烯醇组成的水相经过高压均质形成的液滴尺寸在0.5~1um。
9.根据权利要求3所述的一种单分散高性能量子点荧光微球的制备方法,其特征在于:高压均质形成的液滴滴加加入到聚苯乙烯种子分散液中,滴加速度为2~3ml/min。
10.根据权利要求3所述的一种单分散高性能量子点荧光微球的制备方法,其特征在于:聚苯乙烯种子溶胀为室温溶胀,温度为25~35℃,溶胀时间为过夜溶胀12~24h,聚合温度为60~75℃,聚合时间为12~24h。
11.根据权利要求1所述的一种单分散高性能量子点荧光微球的制备方法,其特征在于:单分散表面功能化的多孔聚合物微球表面为氨基修饰。
12.根据权利要求1所述的一种单分散高性能量子点荧光微球的制备方法,其特征在于:所述量子点为水相法制备的表面柠檬酸修饰的CdSe量子点,尺寸2~5nm。
13.根据权利要求1所述的一种单分散高性能量子点荧光微球的制备方法,其特征在于:步骤4),将量子点荧光微球分散于去离子水中,向其中加入聚丙烯酸或羧基聚乙二醇溶液,室温搅拌过夜;之后离心清洗即得到表面羧基高分子聚合物修饰的量子点荧光微球。
CN201911356050.2A 2019-12-25 2019-12-25 一种单分散高性能量子点荧光微球的制备方法 Active CN111088033B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911356050.2A CN111088033B (zh) 2019-12-25 2019-12-25 一种单分散高性能量子点荧光微球的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911356050.2A CN111088033B (zh) 2019-12-25 2019-12-25 一种单分散高性能量子点荧光微球的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111088033A true CN111088033A (zh) 2020-05-01
CN111088033B CN111088033B (zh) 2021-05-07

Family

ID=70397154

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911356050.2A Active CN111088033B (zh) 2019-12-25 2019-12-25 一种单分散高性能量子点荧光微球的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111088033B (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111893595A (zh) * 2020-07-09 2020-11-06 上海慧翌新材料科技有限公司 一种兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维及其制备方法
CN111944191A (zh) * 2020-08-07 2020-11-17 武汉珈源同创科技有限公司 一种量子点荧光微球及其制备方法
CN112342014A (zh) * 2020-10-28 2021-02-09 安徽为臻生物工程技术有限公司 一种单分散聚合物荧光微球的制备方法
CN112724305A (zh) * 2020-12-15 2021-04-30 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 单分散量子点编码磁性微球
CN113667048A (zh) * 2021-08-16 2021-11-19 安徽为臻生物工程技术有限公司 一种单分散聚合物彩色微球及其制备方法和用途
CN113683717A (zh) * 2021-10-13 2021-11-23 广东省大湾区华南理工大学聚集诱导发光高等研究院 一种微米级聚集诱导发光聚合物微球及其制备方法与应用
CN113801258A (zh) * 2021-09-03 2021-12-17 江苏月旭新材料科技有限公司 一种单分散交联聚苯乙烯-二乙烯基苯微球的制备方法
CN114163584A (zh) * 2021-12-30 2022-03-11 广东粤港澳大湾区国家纳米科技创新研究院 一种量子点荧光编码微球及其制备方法
WO2023206990A1 (zh) * 2022-04-26 2023-11-02 中山市富日印刷材料有限公司 一种传印能力好的荧光油墨及制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101434673A (zh) * 2008-12-22 2009-05-20 中国科学院长春应用化学研究所 一种单分散多孔聚合物微球的制备方法
CN105131156A (zh) * 2015-08-24 2015-12-09 北京中科紫鑫科技有限责任公司 一种表面氨基化聚苯乙烯微球的制备方法
CN106519098A (zh) * 2016-11-04 2017-03-22 厦门信德科创生物科技有限公司 一种核壳量子点/聚苯乙烯荧光微球的制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101434673A (zh) * 2008-12-22 2009-05-20 中国科学院长春应用化学研究所 一种单分散多孔聚合物微球的制备方法
CN105131156A (zh) * 2015-08-24 2015-12-09 北京中科紫鑫科技有限责任公司 一种表面氨基化聚苯乙烯微球的制备方法
CN106519098A (zh) * 2016-11-04 2017-03-22 厦门信德科创生物科技有限公司 一种核壳量子点/聚苯乙烯荧光微球的制备方法

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111893595A (zh) * 2020-07-09 2020-11-06 上海慧翌新材料科技有限公司 一种兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维及其制备方法
CN111893595B (zh) * 2020-07-09 2022-09-23 上海慧翌新材料科技有限公司 一种兼具荧光和阻燃功能的聚酯纤维及其制备方法
CN111944191A (zh) * 2020-08-07 2020-11-17 武汉珈源同创科技有限公司 一种量子点荧光微球及其制备方法
CN111944191B (zh) * 2020-08-07 2023-04-25 武汉珈源同创科技有限公司 一种量子点荧光微球及其制备方法
CN112342014A (zh) * 2020-10-28 2021-02-09 安徽为臻生物工程技术有限公司 一种单分散聚合物荧光微球的制备方法
CN112724305A (zh) * 2020-12-15 2021-04-30 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 单分散量子点编码磁性微球
CN113667048A (zh) * 2021-08-16 2021-11-19 安徽为臻生物工程技术有限公司 一种单分散聚合物彩色微球及其制备方法和用途
CN113801258A (zh) * 2021-09-03 2021-12-17 江苏月旭新材料科技有限公司 一种单分散交联聚苯乙烯-二乙烯基苯微球的制备方法
CN113683717A (zh) * 2021-10-13 2021-11-23 广东省大湾区华南理工大学聚集诱导发光高等研究院 一种微米级聚集诱导发光聚合物微球及其制备方法与应用
CN114163584A (zh) * 2021-12-30 2022-03-11 广东粤港澳大湾区国家纳米科技创新研究院 一种量子点荧光编码微球及其制备方法
CN114163584B (zh) * 2021-12-30 2024-01-19 朱小波 一种量子点荧光编码微球及其制备方法
WO2023206990A1 (zh) * 2022-04-26 2023-11-02 中山市富日印刷材料有限公司 一种传印能力好的荧光油墨及制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111088033B (zh) 2021-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111088033B (zh) 一种单分散高性能量子点荧光微球的制备方法
CN108467461B (zh) 表面羧基核壳超顺磁性微球的制备方法
US8759410B2 (en) Thermally foamable microsphere, method of producing the same, and use thereof
CN113683717B (zh) 一种微米级聚集诱导发光聚合物微球及其制备方法与应用
CN111701546A (zh) 一种耐黄变耐高温可膨胀微球及其制备方法和应用
EP0950070A1 (en) Particles having surface properties and methods of making them
CN102939964B (zh) 一种可控装载疏水农药缓释微胶囊及其制备方法
CN105924569A (zh) 一种多核包裹型复合微球的制备方法
CN102659990A (zh) 聚合物包覆颜料粒子形成具有稳定分散性的颜料/聚合物核壳结构复合颗粒的制备方法
CN107177019B (zh) 一种聚苯乙烯乳液及其制备方法和应用
CN110128583B (zh) 一种氨基和多肽修饰的aie聚合物纳米粒子的制备方法
CN110586003A (zh) 一种复合微球及其制备方法
CN111171368B (zh) 一种具有uv固化环保型的热膨胀性微球制备方法及其装置
JPH01500621A (ja) 電子写真複写用トナー粒子およびその製造方法
CN114591460B (zh) 一种基于沉淀聚合制备羧基化交联聚苯乙烯的方法
CN112262208A (zh) 制备微胶囊的方法
CN110590985A (zh) 一种聚合物微球及其制备方法
CN113105588B (zh) 利用光响应性纳米纤维素制备含氟聚丙烯酸酯乳液的方法
CN109851815B (zh) 基于聚合物纳米微球氢键交联的纳米复合水凝胶的制备方法
CN111875744A (zh) 制备荧光微球的方法及相应的荧光微球
CN114181341B (zh) 一种超声引发制备量子点荧光微球的方法
CN109422988B (zh) 聚甲基丙烯酸甲酯-乙烯基苄基二甲基十二烷基氯化铵-二氧化钛复合材料及制备方法
Chen et al. Preparation and characterization of poly (N-isopropylacrylamide)/polyvinylamine core-shell microgels
CN111777704A (zh) 一种羧基化聚苯乙烯荧光微球的制备方法
CN114163584B (zh) 一种量子点荧光编码微球及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant