聚对亚苯基亚乙烯前驱体、制备方法及应用于制备高分子荧光微球的利记博彩app

聚对亚苯基亚乙烯前驱体、制备方法及应用于制备高分子荧光微球的利记博彩app
【专利摘要】本发明公开了一种聚对亚苯基亚乙烯前驱体、制备方法及应用于制备高分子荧光微球。以对苯二酚为起始原料，用溴乙酸取代酚羟基上的氢得到对苯氧基二乙酸后，在苯环上氧基乙酸基的邻位上引入溴甲基，用噻吩基团取代溴得到聚合物单体，再在碱性水溶液环境下制备侧基带有羧基的聚对亚苯基亚乙烯前驱体。将该前驱体负载于表面带有氨基或羟基的基质微球上，并在热消除过程中通过控制温度，得到不同荧光发射波长的高分子荧光微球。由于聚对亚苯基亚乙烯前驱体侧基上带有的羧基量较多，因此，得到的微球还具有表面带有生物分子反应位点的特点，拓展了微球的应用领域。
【专利说明】
聚对亚苯基亚乙稀前驱体、制备方法及应用于制备高分子黄 光微球
技术领域
[0001] 本发明设及一种侧基带簇基的聚对亚苯基亚乙締前驱体及其制备方法，并将其应 用于制备表面带有生物分子反应位点、且巧光发射波长可调的高分子巧光微球，属于巧光 传感材料技术领域。
【背景技术】
[0002] 聚对亚苯基亚乙締前驱体在不同溫度下热处理可得到不同巧光发射的聚对亚苯 基亚乙締，实现巧光发射波长调节。文献（Journal of Materials Qiemistry, 1998,8(4)， 919-924)报道了一种可用于修饰基质薄膜的聚对亚苯基亚乙締前驱体，该前驱体在每个重 复单元的侧基上只带有一个簇基，通过所带的簇基能将聚对亚苯基亚乙締负载于基材上， W达到对基材进行巧光修饰的目的；由于文献所提供的聚对亚苯基亚乙締分子链上所含簇 基的量较少，仅能满足将聚对亚苯基亚乙締负载于基材上，而无法提供更多的簇基基团使 基材具有活性，因此，基材的应用受到了一定的限制。
[0003] 巧光微球作为一种巧光传感材料，在疾病诊断和免疫分析领域有着大量的需求。 共辆聚合物作为一种巧光物质有很多独特优点，比如良好的抗光漂白性、相对的稳定巧光 发射、主链结构可调、侧链易修饰和激发光谱范围宽等。利用共辆聚合物制备的巧光微球具 有很多优良性能。同时巧光微球表面的官能团修饰也是其在生物检测领域应用的重要条 件。在本发明做出之前，中国发明专利CN 102660083 A公开了一种发射波长可控的高分子 巧光微球及其制备方法，中国发明专利CN 104371708 A公开了一种具有交联壳结构的表面 簇基化巧光微球及其制备方法;上述技术方案均是在表面横酸化的聚苯乙締基质微球上负 载无侧基的聚对亚苯基亚乙締前驱体制备巧光微球。CN 102660083 A所采用的基质微球粒 径为35 ym，所制备的巧光微球表面无反应位点，不能应用到生物检测等领域。而CN 104371708 A所采用的基质微球粒径为10皿，利用层层自组装技术在微球表面的引入簇 基，但制备的巧光微球发射波长单一巧00 nm左右），无法实现微球巧光发射波长的调节，不 能满足巧光编码技术的需要，且制备方法繁琐。

【发明内容】

[0004] 本发明针对现有技术存在的不足，提供一种侧基带有更多簇基基团的聚对亚苯基 亚乙締前驱体及其制备方法，并用于制备表面带有生物分子反应位点、可通过控制制备工 艺得到发射波长不同的高分子巧光微球。
[0005] 实现本发明目的的技术方案是提供一种聚对亚苯基亚乙締前驱体，它的结构式 为：
[0006] 本发明技术方案还包括一种如上所述的聚对亚苯基亚乙締前驱体的制备方法，步 骤如下： 1、 按重量计，将30~45份氨氧化钢溶解于150~250份水中，加入20~化份对苯二酪，加 热至40~60 °C，揽拌条件下加入60~65份漠乙酸，在溫度为105~110 °C的条件下反应;反 应结束后，将反应物倒入冰水中，揽拌条件下，调节pH至2~3;静置后，经过滤、干燥，得到± 黄色固体对苯二氧基二乙酸； 2、 将55~60份步骤1制备的对苯二氧基二乙酸、38~42份多聚甲醒、1300~1600份冰醋 酸混合，再与350~500份质量分数为45%的氨漠酸醋酸溶液混合，在溫度为80~100 °C的条 件下回流揽拌反应3~6小时，冷却后经抽滤、用去离子水和氯仿淋洗、干燥，得到白色固体 2，5-二漠甲基对苯氧基二乙酸； 3、 在无水无氧气氛中，将13~17份步骤2制备的2,5-二漠甲基对苯氧基二乙酸、150~ 300份干燥的无水甲醇和22~25份四氨嚷吩混合，在溫度为35~65 °C的条件下回流反应20 ~25小时后，旋转蒸发除去甲醇，得到白色粗产物；用无水丙酬洗涂粗产物，再经抽滤、干 燥，得到白色固体状聚合物单体； 4、 在无氧气氛中，溫度为0~4 °C的条件下，将6~10份步骤3制备的聚合物单体和60~ 100份去离子水混合，揽拌条件下滴加30~70份浓度为0.8~1.2 mol/L的氨氧化钢水溶液； 滴加结束后，继续揽拌40~60分钟，反应液经透析、去离子水稀释，得到一种侧基带簇基的 聚对亚苯基亚乙締前驱体的水溶液。
[0007] 本发明所提供的聚对亚苯基亚乙締前驱体应用于制备高分子巧光微球，包括如下 步骤： 1、 按重量计，将25~45份基质微球、200~450份侧基带簇基的聚对亚苯基亚乙締前驱 体水溶液和50~300份去离子水混合，振荡处理后离屯、洗涂，经干燥后得到负载侧基带簇基 的聚对亚苯基亚乙締前驱体的微球； 2、 将步骤1制备得到的微球在溫度为20~120°C的条件下进行热消除处理，得到一种表 面带有生物分子反应位点、巧光发射波长依据热消除溫度在430~530 nm范围可调的高分 子巧光微球。
[000引本发明所述的基质微球为表面带有氨基和径基的聚甲基丙締酸甘油单醋微球，其 平均粒径为1~10皿。
[0009] 与现有技术相比，本发明的有益效果在于： 1、本发明提供了一种聚对亚苯基亚乙締前驱体，其侧基带有较多的簇基，不仅可通过 簇基将聚对亚苯基亚乙締负载于基质进行巧光修饰，同时，还利用丰富的簇基基团，对基质 材料进行活性修饰，拓展了基材的应用领域。
[0010] 2、本发明提供的侧基带有簇基的聚对亚苯基亚乙締前驱体可应用于制备表面带 有生物分子反应位点、且发射波长可调的高分子巧光微球，制备方法简单，适合于工业化生 产。
[0011] 3、本发明提供的侧基带有簇基的聚对亚苯基亚乙締前驱体与基质微球之间W化 学键相互作用，表面负载的共辆聚合物不易被水或有机溶剂洗掉，微球的巧光性能稳定。
【附图说明】
[0012] 图1是本发明实施例提供的侧基带有簇基的聚对亚苯基亚乙締前驱体的制备路线 图； 图2是本发明实施例制备的侧基带有簇基的聚对亚苯基亚乙締前驱体及制备过程中得 到的各中间产物的核磁氨谱表征图； 图3是本发明实施例提供的具有不同发射波长的巧光微球水悬浮液的巧光发射谱图； 图4是本发明实施例提供的具有不同发射波长的巧光微球的扫描电镜照片； 图5是本发明实施例提供的负载了生物分子反应位点的巧光微球的巧光发射谱图。
【具体实施方式】
[0013] 下面结合附图和实施例对本发明技术方案作进一步的阐述。
[0014] 实施例1 本实施例提供一种侧基带有簇基的聚对亚苯基亚乙締前驱体的制备方法，参见附图1， 它是侧基带有簇基的聚对亚苯基亚乙締前驱体的制备路线图。W对苯二酪为起始原料，用 漠乙酸取代酪径基上的氨得到对苯氧基二乙酸后，在苯环上氧基乙酸基的邻位上引入漠甲 基，再用嚷吩基团取代漠得到聚合物单体，最后在碱性的水溶液环境下制备侧基带有簇基 的聚对亚苯基亚乙締前驱体水溶液，记作pre-PPVCO〇-水溶液。具体步骤如下： (1)两口烧瓶中加入氨氧化钢(3.6 g)和去离子水(20 mL)，加热揽拌使氨氧化钢完全 溶解，再加入对苯二酪(2.2 g)并揽拌。在升溫过程中缓慢分批加入漠乙酸(6.255 g)，然后 快速将溫度升至107 °C，并保持此溫度回流反应30 min。反应结束后将反应物倾入80 mL冰 水中，揽拌状态下，用浓盐酸将体系抑调至2~3;有大量沉淀出现，静置后抽滤。将滤饼转移 到茄形瓶中，并加入50 mL乙酸煮沸后自然冷却到室溫，抽滤，将滤饼用水淋洗后放置于真 空干燥箱中真空干燥得到对苯氧基二乙酸。
[0015] (2)在两口烧瓶中依次加入对苯二氧基二乙酸巧.876 g)、多聚甲醒(3.9 g)和冰 醋酸（130 mL)，加热揽拌，加入皿r/HAc混酸（14.8 ml /18.2 mL)。将体系加热到90 °C，恒 溫揽拌3小时。反应结束后，撤去热源待冷却后抽滤，依次用去离子水和氯仿淋洗滤饼，所得 滤饼置于真空干燥箱中真空干燥得到2,5-二漠甲基对苯氧基二乙酸。
[0016] (3)在预先烘干、除氧的两口烧瓶中，氣气保护下依次加入2,5-二漠甲基对苯氧基 二乙酸（1.48 g)、干燥的无水甲醇(25 mL)和四氨嚷吩（2.4 mL);加热至50°C，在氣气保护 下恒溫反应22小时。反应结束后，冷却至室溫，将液体旋转蒸发除去溶剂甲醇。然后加入100 mL丙酬(经分子筛干燥），持续揽拌1小时，抽滤后将滤饼置于真空干燥箱中干燥。得到白色 固体即为聚合物单体。
[0017] (4)将预先除氧的两口烧瓶在氣气保护下于冰水浴中加入单体(0.837 g)和8 ml 去离子水，揽拌下在40分钟内均匀缓慢滴加 5 mL氨氧化钢水溶液（1 mol/L)。滴加结束后， 继续冰水浴揽拌反应50分钟。反应结束后将反应液转移到截留分子量为3500的透析袋中， 在500 mL去离子水中透析5次，每两小时换一次水(其中最后一次透析过夜）。透析结束后将 透析液转移到锥形瓶中并用去离子水稀释至80 mL。所得溶液即为侧基带簇基的聚对亚苯 基亚乙締前驱体的水溶液，记作pre-PPVCO〇-水溶液。
[0018] 参见附图2,它是本实施例上述（1)~(4)各步骤中所制备得到的产物的核磁氨谱 表征图；从图中可W看出，按本实施例工艺条件，运些物质已成功制备。
[0019] 将本实施例提供的侧基带簇基的聚对亚苯基亚乙締前驱体应用于制备巧光微球， 具体步骤如下： (1)参见文献(J.过程工程学报，2011，4,554-560)提供的方法，通过将甲基丙締酸缩水 甘油醋利用偶氮二异下腊引发，经分散聚合得到一种微球，记作PGMA;再将PGMA微球与乙二 胺发生开环反应，在微球表面修饰氨基和径基，制备表面带有氨基和径基的聚甲基丙締酸 甘油单醋微球，记作APGMA，本实施例W其为基质微球。
[0020] (2)在10 mL塑料离屯、管中加入0.3000 g基质微球APGMA(直径为5皿)、3 mL pre- PPVCOO-水溶液和2 mL去离子水，振荡1小时(转速为2000转/分钟）后离屯、（2000转/分钟，2 分钟），去除上清液。加入4血去离子水，振荡（1000转/分钟）10分钟后离屯、(2000转/分钟，2 分钟），去除上清液，如此重复对微球洗涂=次。最后加入5 mL无水乙醇，振荡（1000转/分 钟）1〇分钟后离屯、（2000转/分钟，2分钟），去除上清液，所得微球置于真空干燥箱中干燥后 得到负载侧基带有簇基的聚对亚苯基亚乙締前驱体的微球，记作APGMA-(pre-PPVCO(T)微 球。
[0021] (3)称取3份0.0300 g APGMA-(pre-PPVCOO-)微球于称量瓶中并铺平，盖上侣锥纸 后置于高溫摇床中加热消除一小时。设置摇床振荡速度为零，溫度分别为20 °C、60 °C和 120 °C，得到负载侧基带有簇基的聚对亚苯基亚乙締的微球，记作APGMA-PPVC00-微球，然 后将得到的APGMA-PPVC00-微球分散到3 mL去离子水中，置于4 °C环境下保存。
[0022] 参见附图3,它是本实施例中不同热消除溫度条件下所得微球水悬浮液的巧光发 射图，从图中可W看出，不同热消除溫度条件下所得微球具有不同的巧光发射波长，且随着 热消除溫度的升高，巧光发射波长红移(430~530 nm)。
[0023] 参见附图4,它是本发明实施例中不同热消除溫度下所得微球的扫描电镜照片，从 图中可W看出，微球平均粒径约为5皿，且具有良好的尺寸单分散性，微球表面形貌为松 散、均匀的多孔结构。
[0024] W本实施例提供的热消除溫度为120 °C条件下所得到的APGMA-PPVC00-微球为样 本，进行生物实验，步骤如下： (l)配置0.01mol/L的憐酸盐缓冲液(PBS，pH为7.4)，用该缓冲液配置20mg/mLN-(3- 二甲氨基丙基)-N'-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDS)和20 mg/血N-径基班巧酷亚胺(NHS)的PBS 溶液。
[0025] (2)称取5 mg APGMA-PPVC00-微球于10 mL塑料离屯、管中，依次加入1.5 mLEDS溶 液和1.5 mLNHS溶液，振荡（2000转/分钟）30分钟后，离屯、（2000转/分钟，2分钟）去除上清 液。
[0026] (3)量取75化浓度为2mg/mL的RB口C标记的羊抗兔IgG的PBS溶液用本实施例制备 的上述PBS溶液稀释至3 mL，加入到塑料离屯、管中，振荡3小时(转速为2000转/分钟）后离屯、 (2000转/分钟，2分钟）去除上清液。用3 mL上述PBS溶液洗涂S遍，洗涂过程为:加入PBS溶 液，振荡10分钟（10 0 0转/分钟）后离屯、（2 0 0 0转/分钟，2分钟）除去洗液。即得A P G M A - PPVCOCT-lgG-RBITC微球。将其分散在上述PBS溶液中，5 °C左右，避光保存，并用于进行巧 光检测。
[0027]参见附图5,它是本发明实施例提供的用于生物检测的巧光微球的巧光发射谱图； 从图中可W看出，所制备的微球被激发后可W发射标记蛋白质的巧光染料的巧光，运说明 本发明提供的微球可与生物分子进行反应，证明本发明提供的巧光微球表面带有生物分子 反应位点。
【主权项】
1. 一种聚对亚苯基亚乙烯前驱体，其特征在于它的结构式为：2. -种如权利要求1所述的聚对亚苯基亚乙烯前驱体的制备方法，其特征在于包括如 下步骤： (1) 按重量计，将30~45份氢氧化钠溶解于150~250份水中，加入20~25份对苯二酚， 加热至40~60 °C，搅拌条件下加入60~65份溴乙酸，在温度为105~110 °C的条件下反应； 反应结束后，将反应物倒入冰水中，搅拌条件下，调节pH至2~3;静置后，经过滤、干燥，得到 土黄色固体对苯二氧基二乙酸； (2) 将55~60份步骤（1)制备的对苯二氧基二乙酸、38~42份多聚甲醛、1300~1600份 冰醋酸混合，再与350~500份质量分数为45%的氢溴酸醋酸溶液混合，在温度为80~100 °C 的条件下回流搅拌反应3~6小时，冷却后经抽滤、用去离子水和氯仿淋洗、干燥，得到白色 固体2，5-二溴甲基对苯氧基二乙酸； (3) 在无水无氧气氛中，将13~17份步骤(2)制备的2，5_二溴甲基对苯氧基二乙酸、150 ~300份干燥的无水甲醇和22~25份四氢噻吩混合，在温度为35~65 °C的条件下回流反应 20~25小时后，旋转蒸发除去甲醇，得到白色粗产物;用无水丙酮洗涤粗产物，再经抽滤、干 燥，得到白色固体状聚合物单体； (4) 在无氧气氛中，温度为0~4 °C的条件下，将6~10份步骤(3)制备的聚合物单体和 60~100份去离子水混合，搅拌条件下滴加 30~70份浓度为0.8~1.2 mo 1/L的氢氧化钠水 溶液;滴加结束后，继续搅拌40~60分钟，反应液经透析、去离子水稀释，得到一种侧基带羧 基的聚对亚苯基亚乙烯前驱体的水溶液。3. 如权利要求1所述的一种聚对亚苯基亚乙烯前驱体应用于制备高分子荧光微球，其 特征在于包括如下步骤： (1) 按重量计，将25~45份基质微球、200~450份侧基带羧基的聚对亚苯基亚乙烯前驱 体水溶液和50~300份去离子水混合，振荡处理后离心洗涤，经干燥后得到负载侧基带羧基 的聚对亚苯基亚乙烯前驱体的微球； (2) 将步骤（1)制备得到的微球在温度为20~120°C的条件下进行热消除处理，得到一 种表面带有生物分子反应位点、荧光发射波长依据热消除温度在430~530 nm范围可调的 高分子焚光微球。4. 根据权利要求3所述的一种聚对亚苯基亚乙烯前驱体应用于制备高分子荧光微球， 其特征在于:所述的基质微球表面带有氨基和羟基的聚甲基丙烯酸甘油单酯微球，其平均 粒径为1~10 μηι。
【文档编号】C08G61/02GK105924628SQ201610442015
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年6月20日
【发明人】范丽娟, 邵亚
【申请人】苏州大学