知识分享|标记物:荧光微球及其制备方法

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常用荧光标记物如异硫氰酸荧光素(FITC)、罗丹明-6-G(R-6_G)等,荧光寿命较短,难以克服背景荧光的干扰,因此检测灵敏度较低。利用具有长荧光寿命的稀土络合物作为标记物,采用时间分辨检测技术,可以有效克服背景荧光的干扰,可使灵敏度有极大的提高。这种技术被称为时间分辨荧光检测技木,已成为目前生物医学研究和临床生化检测中的常见技术之一。常用稀土离子主要有铕、钐、镝和铽,它们能与某些特定的配合物形成具有強烈荧光的络合物。


稀土荧光络合物具有以下优点:

(I) 长荧光寿命。一般荧光络合物及背景突光的寿命约为I 10纳秒,而稀土突光络合物的突光寿命一般为10 1000微秒,两者相差5 6个数量级。因此采用时间分辨荧光检测技术,可以有效克服非特异性的背景荧光的干扰,极大地提高测量灵敏度。

(2) 较宽的激发光谱带。这有利于增加激发能,提高标记物的比活性。

(3) 较窄的发射谱帯。半峰宽小于15纳米,有利于提高分辨率。

(4) 较大的Stokes位移。稀土络合物的最大激发光波长通常在300 380纳米的紫外区,最大发射波长在500纳米以上,Stokes位移达250 350纳米,可有效排除各种背景荧光的干扰,增强检测的特异性和灵敏度。

(5) 激发波长具有配体的特性,即随配体的变化而变化,发射波长则具有稀土离子的性质,即不随配体的变化而变化。稀土离子或稀土配合物和ニ氧化硅掺杂的发光材料已有不少报道,Cannasa(Cannasa. C, etal,Mat. Res. Soc. Symp. Proc. 676 (Y3) 18. 1-18. 6, 2001)描述了一直用溶胶-凝胶法制备直接掺杂Eu3+的Y203-Si02纳米发光材料。Moran等(C. E. Moranetal,Langmuir2001,17,8376-8379)合成了一直掺入Pr3+和Er3+的硅纳米颗粒。

与常规荧光标记物相比,具有更高的荧光强度,更高的稳定性,更易于标记,且制备简单。载体为由苯こ烯単体聚合而成的微球,微球上连接有荧光络合物。荧光络合物为稀土荧光络合物。

制备方法,包括以下步骤:

a、制备聚苯こ烯纳米微球,并将其和带有活性基团的有机硅烷化学键合,形成表面带有活性基团的微球,具体为每IOOmLこ醇溶液中加入25g聚こ烯吡咯烷酮、O. 06g过硫酸钾、IOg苯こ烯,所述こ醇溶液中こ醇与水的体积为3:1,将配置好的每IOOmLこ醇溶液溶解后置于超声波反应器中,通氮气排除体系中的氧气,开启超声波发生器进行聚合反应,得到聚苯こ烯纳米微球分散液,离心搜集聚苯こ烯纳米微球,以5mL无水こ醇悬浮,加入5μ L氨基硅烷,搅拌反应 I小吋,以等体积无水こ醇洗涤后收集;

b、将荧光络合物以化学键合掺杂于上述微球中,得到带有荧光络合物的微球,之后再以带有活性基团的有机硅在微球表面引入活性基团,具体为 将FITC配制成lmg/mL的こ醇溶液,按等体积加入到氨基化纳米微球悬浮液中,搅拌15min,离心收集,离心收集后悬浮于等体积无水こ醇溶液中,加入5 μ L氨基硅烷,室温搅拌反应I小吋,以等体积无水こ醇洗涤后收集,即得到稳定的FITC荧光微球标记物。本方法的有益效果为荧光微球标记物采用了由苯こ烯単体聚合而成的微球作为载体,制备方法更简单,更简易。本方法制备的微球既可以标记稀土荧光络合物,又可以标记普通荧光物质(FITC等),因此可以制成多种荧光性质的微球,可以满足多重检测的需要。本方法将突光物质标记于微球的表面,使得该微球包含有多个突光物质,突光强度得到极大提高,显著減少了外部条件对荧光的淬灭效应,使荧光物质的荧光強度得到进ー步提高。荧光微球的荧光强度高于单个荧光物质,这就避免了标记单个荧光物质时不得不采用多重标记的麻烦。其稳定性高于常规荧光物质。在其表面引入了活性基团,可以与生物大分子进行方便的交联,合成难度较小,且成本较低。具有常规荧光标记物所不具有的长荧光寿命,又具常规荧光物质所不具有的高荧光强度、稳定性和易标记性。

制备FITC荧光微球标记物异硫氰酸荧光素(FITC)是ー种常用荧光素,在波长为490nm的激发光作用下,发出波长为520nm的荧光,呈现明亮的黄緑色。FITC的水溶性和醇溶性良好,其自身带有异硫氰酸基,可以与氨基发生反应,形成共价键。利用苯こ烯制备等材料制备聚苯こ烯纳米微球内核,以氨基娃烧在微球表面弓I入氨基,可将FITC标记于微球表面,制得突光纳米微球。

 (I) 制备氨基化纳米微球将25gPVP、0. 06gKPS、IOgSt加入到IOOmLこ醇/水(体积为3:1)介质中溶解后置于超声波反应器中,通氮气排除体系中的氧气,开启超声波发生器进行聚合反应。反应过程中通循环水維持的反应温度为60°C,且保持恒定的功率300W和恒定的氮气流速。反应一段时间后得到聚苯こ烯纳米微球分散液。离心搜集聚苯こ烯纳米微球,以5mL无水こ醇悬浮,加入5 μ L氨基娃烧,室温搅拌反应I小吋,以等体积无水こ醇洗涤后收集。

(2) 制备稀土荧光纳米微球将FITC配制成lmg/mL的こ醇溶液,按等体积加入到氨基化纳米微球悬浮液中,室温避搅拌15min,离心收集,离心收集后悬浮于等体积无水こ醇溶液中,加入5 μ L氨基硅烷,室温搅拌反应I小吋,以等体积无水こ醇洗涤后收集,即得到稳定的FITC荧光微球标记物。

(3)制备TRITC荧光微球标记物四甲基异硫氰酸罗丹明(TRITC)是ー种常用荧光素,在波长为550nm的激发光作用下,发出波长为620nm的荧光,呈现红色荧光。TRITC的水溶性和醇溶性良好,其自身带有异硫氰酸基,可以与氨基发生反应,形成共价键。利用苯こ烯制备等材料制备聚苯こ烯纳米微球内核,以氨基娃烧在微球表面引入氨基,可将TRITC标记于微球表面,制得突光纳米微球。

发布于 2020-09-10 09:03

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