CN115127977A - 磁珠及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及磁珠修饰技术领域，具体公开了一种磁珠及其制作方法，该磁珠包括：有磁微球，包括核微球、偶联于核微球外表面的第一磁性纳米颗粒以及包覆于核微球外表面以及第一磁性纳米颗粒外表面的第一包覆层；第二磁性纳米颗粒，偶联于第一包覆层的外表面；第三磁性纳米颗粒，至少弥散分布于第一包覆层的内部和/或凝胶层的内部。通过上述方式，在提高磁珠的磁响应的同时，降低杂质带来的干扰信号，且能降低微球的自体荧光，提高检测灵敏度。
Description
技术领域
本申请涉及磁珠修饰技术领域，尤其是涉及一种磁珠及其制作方法。
背景技术
磁性微球是一类直径在纳米或微米级的球形复合材料，磁性微球由微球以及吸附于微球表面的磁性纳米颗粒构成，磁性微球的外围包覆有聚合物保护层。
本申请发明人在长期研发过程中，发现若微球表面过量吸附磁性纳米颗粒，如图26所示，会导致磁性微球上的杂质增加，杂质的信号会严重干扰流式细胞仪上的主团信号，且包覆聚合物保护层的过程中需要加热，容易使微球产生较强的自体荧光，导致检测灵敏度降低。
发明内容
本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请的一个目的在于提出一种磁珠及其制作方法，在提高磁珠的磁响应的同时，降低杂质带来的干扰信号，且能降低微球的自体荧光，提高检测灵敏度。
本申请第一方面提供一种磁珠，磁珠包括：有磁微球，包括核微球、偶联于核微球外表面的第一磁性纳米颗粒以及包覆于核微球外表面以及第一磁性纳米颗粒外表面的第一包覆层；第二磁性纳米颗粒，偶联于第一包覆层的外表面；第三磁性纳米颗粒，至少弥散分布于第一包覆层的内部。
本申请第二方面提供一种磁珠的制作方法，该方法包括：提供一有磁微球，有磁微球包括核微球、偶联于核微球外表面的第一磁性纳米颗粒以及包覆于核微球外表面以及第一磁性纳米颗粒外表面的第一包覆层；采用吸附技术组合有磁微球与第二磁性纳米颗粒，使得第二磁性纳米颗粒偶联于第一包覆层的外表面；其中，在采用吸附技术组合有磁微球与第二磁性纳米颗粒，使得第二磁性纳米颗粒偶联于第一包覆层的外表面的步骤之前，或者，在采用吸附技术组合有磁微球与第二磁性纳米颗粒，使得第二磁性纳米颗粒偶联于第一包覆层的外表面的步骤之后，该方法还包括：采用溶胀技术组合有磁微球与第三磁性纳米颗粒，使得第三磁性纳米颗粒弥散分布于第一包覆层的内部和/或凝胶层的内部。
区别于现有技术的情况，本申请的磁珠包括：有磁微球、第二磁性纳米颗粒以及第三磁性纳米颗粒，磁珠包括：有磁微球，包括核微球、偶联于核微球外表面的第一磁性纳米颗粒以及包覆于核微球外表面以及第一磁性纳米颗粒外表面的第一包覆层；第二磁性纳米颗粒偶联于第一包覆层的外表面；第三磁性纳米颗粒至少弥散分布于第一包覆层的内部，如图27所示，在避免有磁微球表面过量吸附磁性纳米颗粒的前提下，通过第一包覆层内部溶胀有第三磁性纳米颗粒以及外部偶联第二磁性纳米颗粒，能够增强磁珠的磁响应信号，并降低杂质带来的干扰信号，且能够降低有磁微球的自体荧光，提高检测灵敏度。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本申请第一实施例提出的磁珠的制作方法的流程示意图；
图2是本申请第二实施例提出的磁珠的制作方法的流程示意图；
图3是本申请第三实施例提出的磁珠的制作方法的流程示意图；
图4是图1-3中步骤S10的流程示意图；
图5是本申请第四实施例提出的磁珠的制作方法的流程示意图；
图6是本申请第五实施例提出的磁珠的制作方法的流程示意图；
图7是本申请第六实施例提出的磁珠的制作方法的流程示意图；
图8是本申请第七实施例提出的磁珠的制作方法的流程示意图；
图9是本申请第八实施例提出的磁珠的制作方法的流程示意图；
图10是本申请第九实施例提出的磁珠的制作方法的流程示意图；
图11是本申请第十实施例提出的磁珠的制作方法的流程示意图；
图12是本申请第十一实施例提出的磁珠的制作方法的流程示意图；
图13是本申请第十二实施例提出的磁珠的制作方法的流程示意图；
图14是本申请第十三实施例提出的磁珠的制作方法的流程示意图；
图15是本申请第十四实施例提出的磁珠的制作方法的流程示意图；
图16是本申请第十五实施例提出的磁珠的制作方法的流程示意图；
图17是本申请第十六实施例提出的磁珠的制作方法的流程示意图；
图18是本申请第十七实施例提出的磁珠的制作方法的流程示意图；
图19是本申请第十八实施例提出的磁珠的制作方法的流程示意图；
图20是图1-图19中步骤S30的流程示意图；
图21是本申请提出的磁珠的第一结构示意图；
图22是本申请提出的磁珠的第二结构示意图；
图23是本申请提出的有磁微球的制作方法的示意图；
图24是本申请提出的磁珠的第三结构示意图；
图25是本申请提出的磁珠的第四结构示意图；
图26是现有技术中微球表面过量吸附磁性纳米颗粒时的磁响应信号图；
图27是本申请磁珠的磁响应信号图；
图28是本申请提出的磁珠的第五结构示意图；
图29是本申请提出的磁珠的第六结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。
需要说明的是，在本申请实施例中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的方法或者装置不仅包括所明确记载的要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为实施方法或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的方法或者装置中还存在另外的相关要素(例如方法中的步骤或者装置中的单元，这里的单元可以是部分电路、部分处理器、部分程序或软件等等)。
需要说明的是，本申请实施例所涉及的术语“第一\第二\第三”仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二\第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序。应该理解“第一\第二\第三”区分的对象在适当情况下可以互换，以使这里描述的本申请实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
参阅图1，本申请第一实施例提出一种磁珠的制作方法，该方法包括以下步骤：
S10：提供一有磁微球，有磁微球包括核微球、偶联于核微球外表面的第一磁性纳米颗粒以及包覆于核微球外表面以及第一磁性纳米颗粒外表面的第一包覆层。
上述第一磁性纳米颗粒可以为水溶性磁性纳米颗粒。
可选地，核微球的外表面可以通过化学手段修饰所需要的第一带电荷官能团，其中，第一带电荷官能团包括带电荷的羧基、氨基、磺酸基或巯基中的至少一种，为核微球偶联第一磁性纳米颗粒提供了可能性。
S20：采用吸附技术组合有磁微球与第二磁性纳米颗粒，使得第二磁性纳米颗粒偶联于第一包覆层的外表面。
具体而言，第二磁性纳米颗粒可以为水溶性磁性纳米颗粒，第一包覆层与第二磁性纳米颗粒之间可通过吸附、范德华力和/或共价结合实现偶联。
可选地，第一包覆层的外表面可以通过化学手段修饰所需要的第二带电荷官能团，其中，第二带电荷官能团包括带电荷的羧基、氨基、磺酸基或巯基中的至少一种，为第一包覆层偶联第二磁性纳米颗粒提供了可能性。
取第二磁性纳米颗粒溶于去离子水中，并加入有磁微球，第二磁性纳米颗粒与有磁微球发生交联反应，以使核微球的外表面偶联有第二磁性纳米颗粒。
S30：在偶联有第二磁性纳米颗粒的有磁微球的外表面上包覆凝胶层，且凝胶层包覆至少部分第二磁性纳米颗粒。
将步骤S20制备的外表面偶联有第二磁性纳米颗粒的有磁微球与凝胶材料混合，加入交联剂，搅拌反应，所得产物静置后，磁分离，去除残留的凝胶材料，获得外表面包覆有凝胶层的微球。其中，凝胶层包覆至少部分第二磁性纳米颗粒。
其中，凝胶层的材料可以为壳聚糖、海藻酸钠、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚N-聚代丙烯酰胺中的至少一种。
S40：采用溶胀技术组合有磁微球与第三磁性纳米颗粒，使得第三磁性纳米颗粒弥散分布于第一包覆层的内部和/或凝胶层的内部。
具体而言，第三磁性纳米颗粒可以为脂溶性磁性纳米颗粒。
将有磁微球分散于第一介质中，提供一含有第三磁性纳米颗粒的第二介质，混合，然后进行溶胀反应(涡旋分散均匀，旋转反应预设时间)，第三磁性纳米颗粒包埋进有磁微球的内部和/或凝胶层的内部，磁分离去上清液，获得内部分布有第三磁性纳米颗粒的微球。其中，第一介质与第二介质均为溶胀介质，具体为既可以使第三磁性纳米颗粒弥散分布，又能使有磁微球溶胀的单一或混合溶剂，例如，溶胀介质可以为氯仿、二氯甲烷、乙醇、甲醇、己二醇、正丁醇、异丁醇、正己烷、环己烷、四氢呋喃中的一种或几种的组合，但不局限于上述几种物质。可以理解的是，第三磁性纳米颗粒通过溶胀进入核微球的内部后，第三磁性纳米颗粒包埋在核微球的内部。进一步地，在脂溶性磁性纳米颗粒、脂溶性荧光染料包埋进核微球的内部的过程中，脂溶性磁性纳米颗粒、脂溶性荧光染料可包埋进凝胶层的内部。
参阅图2，本申请第二实施例提出一种磁珠的制作方法，该方法包括以下步骤：
S10：提供一有磁微球，有磁微球包括核微球、偶联于核微球外表面的第一磁性纳米颗粒以及包覆于核微球外表面以及第一磁性纳米颗粒外表面的第一包覆层。
上述第一磁性纳米颗粒可以为水溶性磁性纳米颗粒。
S40：采用溶胀技术组合有磁微球与第三磁性纳米颗粒，使得第三磁性纳米颗粒弥散分布于第一包覆层的内部。
上述第三磁性纳米颗粒可以为脂溶性磁性纳米颗粒。
S20：采用吸附技术组合有磁微球与第二磁性纳米颗粒，使得第二磁性纳米颗粒偶联于第一包覆层的外表面。
上述第二磁性纳米颗粒为水溶性磁性纳米颗粒。
S30：在偶联有第二磁性纳米颗粒的有磁微球的外表面上包覆凝胶层，且凝胶层包覆至少部分第二磁性纳米颗粒。
不同于第一实施例的是，第二实施例“采用溶胀技术组合有磁微球与第三磁性纳米颗粒”发生在“采用吸附技术组合有磁微球与第二磁性纳米颗粒”之前，因此，可避免因水溶性磁性纳米颗粒的亲水性(即疏油性)而导致脂溶性磁性纳米颗粒难以进入有磁微球的内部，更大地提升有磁微球内的脂溶性磁性纳米颗粒的包埋数量。
参阅图3，本申请第三实施例提出一种磁珠的制作方法，该方法包括以下步骤：
S10：提供一有磁微球，有磁微球包括核微球、偶联于核微球外表面的第一磁性纳米颗粒以及包覆于核微球外表面以及第一磁性纳米颗粒外表面的第一包覆层。
上述第一磁性纳米颗粒可以为水溶性磁性纳米颗粒。
S20：采用吸附技术组合有磁微球与第二磁性纳米颗粒，使得第二磁性纳米颗粒偶联于第一包覆层的外表面。
上述第二磁性纳米颗粒可以为水溶性磁性纳米颗粒。
S40：采用溶胀技术组合有磁微球与第三磁性纳米颗粒，使得第三磁性纳米颗粒弥散分布于第一包覆层的内部。
上述第三磁性纳米颗粒可以为脂溶性磁性纳米颗粒。
S30：在偶联有第二磁性纳米颗粒的有磁微球的外表面上包覆凝胶层，且凝胶层包覆至少部分第二磁性纳米颗粒。
不同于第一实施例的是，第三实施例的“采用溶胀技术组合有磁微球与第三磁性纳米颗粒”发生在包覆凝胶层之前，因此，第三磁性纳米颗粒更易进入核微球的内部，更大地提升有磁微球内的第三磁性纳米颗粒的包埋数量。
可选地，上述第一实施例至第三实施例步骤S30中的凝胶层可替换为第二聚合物包覆层，第二聚合物包覆层的材料为聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯-甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸乙酯中的至少一种。
由此，通过上述第一实施例至第三实施例或其替换方案制得的磁珠10结构如图21或22所示，磁珠10包括：有磁微球11、第二磁性纳米颗粒12、第三磁性纳米颗粒13以及第二包覆层14。其中，有磁微球11包括核微球111、偶联于核微球111外表面的第一磁性纳米颗粒112以及包覆于核微球111外表面以及第一磁性纳米颗粒112外表面的第一包覆层113。第二磁性纳米颗粒12可偶联于核微球111的外表面。第二包覆层14包覆于核微球111外表面以及第一磁性纳米颗粒112外表面。可选地，第二包覆层14包覆全部水溶性磁性纳米颗粒，磁珠10的外表面为光滑表面。第三磁性纳米颗粒13至少弥散分布于第一包覆层113的内部，可以理解的是，第三磁性纳米颗粒13通过溶胀进入核微球111的内部后，第三磁性纳米颗粒13包埋在核微球111的内部。其中，上述包覆层14可以为凝胶层或第二聚合物包覆层。可以理解的是，第三磁性纳米颗粒13可弥散分布于凝胶层的内部，而受限于第二聚合物包覆层的材料，第三磁性纳米颗粒13不可弥散分布于第二聚合物包覆层的内部。
更进一步地，可删减上述第一实施例至第三实施例中的步骤S30，由此制得的磁珠10结构如图28所示，磁珠10包括：有磁微球11、第二磁性纳米颗粒12以及第三磁性纳米颗粒13。其中，有磁微球11包括核微球111、偶联于核微球111外表面的第一磁性纳米颗粒112以及包覆于核微球111外表面以及第一磁性纳米颗粒112外表面的第一包覆层113。第二磁性纳米颗粒12可偶联于核微球111的外表面。
区别于现有技术的情况，本申请的磁珠包括：有磁微球、第二磁性纳米颗粒以及第三磁性纳米颗粒，磁珠包括：有磁微球，包括核微球、偶联于核微球外表面的第一磁性纳米颗粒以及包覆于核微球外表面以及第一磁性纳米颗粒外表面的第一包覆层；第二磁性纳米颗粒偶联于第一包覆层的外表面；第三磁性纳米颗粒至少弥散分布于第一包覆层的内部，如图27所示，在避免有磁微球表面过量吸附磁性纳米颗粒的前提下，通过第一包覆层内部溶胀有第三磁性纳米颗粒以及外部偶联第二磁性纳米颗粒，能够增强磁珠的磁响应信号，并降低杂质带来的干扰信号，且能够降低有磁微球的自体荧光，提高检测灵敏度。
可选的，核微球111为二氧化硅核微球111。
可选的，第一包覆层113为第一聚合物包覆层113。
具体而言，上述第一聚合物包覆层113的材料为有机单体分子聚合物，可包括聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯-甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸乙酯中的至少一种。
在一些实施例中，上述第一包覆层113的外表面含有第二带电荷官能团，第二带电荷官能团包括带电荷的羧基、氨基、磺酸基或巯基中的至少一种。第一包覆层113通过带电荷官能团偶联第二磁性纳米颗粒12。
在一些实施例中，上述水溶性磁性纳米颗粒为具有顺磁性的纳米颗粒，其中，具有顺磁性的纳米颗粒可选自四氧化三铁、三氧化二铁、含有镍或钴的合金型顺磁性磁颗粒中的至少一种。
在一些实施例中，上述脂溶性磁性纳米颗粒为具有顺磁性的纳米颗粒，其中，具有顺磁性的纳米颗粒可选自四氧化三铁或三氧化二铁中的至少一种。此外，脂溶性磁性纳米颗粒含有不饱和脂肪酸、饱和脂肪酸、不饱和脂肪胺或饱和脂肪胺中至少一种的脂溶性配体。上述脂溶性配体能够结合脂溶性磁性纳米颗粒的表面，从而使脂溶性磁性纳米颗粒稳定。其中，脂溶性配体可以包括油酸、油胺或硬脂酸中的至少一种。
在一些实施例中，有磁微球11的粒径为1μm～50μm(例如1μm、5μm、10μm、20μm、50μm)，第三磁性纳米颗粒13的粒径为1nm～200nm(例如1nm、5nm、50nm、100nm、200nm)，第二磁性纳米颗粒12的粒径为1nm～200nm(例如1nm、5nm、50nm、100nm、200nm)。
在一些实施例中，按质量百分比计，磁珠10包括：50％～99.5％的有磁微球11、0.1％～49.9％的第二磁性纳米颗粒12、0.1％～49.9％的第三磁性纳米颗粒13。申请人发现在上述数值范围内，可在避免有磁微球表面过量吸附磁性纳米颗粒的前提下，提高磁珠的磁响应，并降低杂质带来的干扰信号，且能够降低有磁微球的自体荧光，提高检测灵敏度。
参阅图4，在一些实施例中，上述步骤S10包括以下步骤：
S11：采用吸附技术组合核微球与第一磁性纳米颗粒，使得第一磁性纳米颗粒偶联于核微球的外表面。
具体而言，核微球为二氧化硅核微球，进一步地，二氧化硅核微球可以为中空介孔二氧化硅核微球，可选地，核微球的外表面可以通过化学手段修饰所需要的带电荷官能团，其中，带电荷官能团包括带电荷的羧基、氨基、磺酸基或巯基中的至少一种，为核微球偶联第一磁性纳米颗粒提供了可能性。
在其它实施例中，可以采用可溶性三价铁离子盐为原料，溶在乙二醇溶液中，进行溶剂热反应，制备四氧化三铁磁性纳米颗粒，然后将制得的四氧化三铁磁性纳米颗粒，采用正硅酸四乙酯在氨水的参与下合成偶联有四氧化三铁磁性纳米颗粒的二氧化硅核微球。
S12：在偶联有第一磁性纳米颗粒的核微球的外表面上包覆一第一包覆层，且第一包覆层包覆至少部分第一磁性纳米颗粒。
具体而言，第一包覆层为聚合物第一包覆层，聚合物第一包覆层的材料为聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯-甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸乙酯中的至少一种。可选地，第一包覆层的外表面可以通过化学手段修饰所需要的带电荷官能团，其中，带电荷官能团包括带电荷的羧基、氨基、磺酸基或巯基中的至少一种，为第一包覆层偶联第二磁性纳米颗粒提供了可能性。
参阅图5，本申请第四实施例提出一种磁珠的制作方法，该方法包括以下步骤：
S10：提供一有磁微球，有磁微球包括核微球、偶联于核微球外表面的第一磁性纳米颗粒以及包覆于核微球外表面以及第一磁性纳米颗粒外表面的第一包覆层。
S50：采用溶胀技术组合有磁微球与脂溶性荧光染料，使得脂溶性荧光染料弥散分布于第一包覆层的内部。
具体而言，将有磁微球分散于第一介质中，提供一含有脂溶性荧光染料的第三介质，混合，然后进行溶胀反应(涡旋分散均匀，旋转反应预设时间)，脂溶性荧光染料包埋进核微球的内部，磁分离去上清液，获得内部分布有脂溶性荧光染料的荧光微球。其中，第一介质与第三介质均为溶胀介质，具体为既可以使脂溶性磁性纳米颗粒弥散分布，又能使有磁微球溶胀的单一或混合溶剂，例如，溶胀介质可以为氯仿、二氯甲烷、乙醇、甲醇、己二醇、正丁醇、异丁醇、正己烷、环己烷、四氢呋喃中的一种或几种的组合，但不局限于上述几种物质。
进一步地，可多次进行步骤S50，分别组合具有不同荧光特征的脂溶性荧光染料和有磁微球，或者，分别组合不同浓度的脂溶性荧光染料和有磁微球，以获得多个不同荧光强度的微球，即荧光编码微球。其中，可以将不同的脂溶性荧光染料按不同比例混合，以制备出不同的编码的微球。正是由于不同脂溶性荧光染料的不同比例，赋予了荧光编码微球不同的荧光特征。
S20：采用吸附技术组合有磁微球与第二磁性纳米颗粒，使得第二磁性纳米颗粒偶联于第一包覆层的外表面。
S30：在偶联有第二磁性纳米颗粒的有磁微球的外表面上包覆凝胶层，且凝胶层包覆至少部分第二磁性纳米颗粒。
S40：采用溶胀技术组合有磁微球与第三磁性纳米颗粒，使得第三磁性纳米颗粒弥散分布于第一包覆层的内部和/或凝胶层的内部。
参阅图6，本申请第五实施例提出一种磁珠的制作方法，该方法包括以下步骤：
S10：提供一有磁微球，有磁微球包括核微球、偶联于核微球外表面的第一磁性纳米颗粒以及包覆于核微球外表面以及第一磁性纳米颗粒外表面的第一包覆层。
S20：采用吸附技术组合有磁微球与第二磁性纳米颗粒，使得第二磁性纳米颗粒偶联于第一包覆层的外表面。
S50：采用溶胀技术组合有磁微球与脂溶性荧光染料，使得脂溶性荧光染料弥散分布于第一包覆层的内部。
S30：在偶联有第二磁性纳米颗粒的有磁微球的外表面上包覆凝胶层，且凝胶层包覆至少部分第二磁性纳米颗粒。
S40：采用溶胀技术组合有磁微球与第三磁性纳米颗粒，使得第三磁性纳米颗粒弥散分布于第一包覆层的内部和/或凝胶层的内部。
参阅图7，本申请第六实施例提出一种磁珠的制作方法，该方法包括以下步骤：
S10：提供一有磁微球，有磁微球包括核微球、偶联于核微球外表面的第一磁性纳米颗粒以及包覆于核微球外表面以及第一磁性纳米颗粒外表面的第一包覆层。
S20：采用吸附技术组合有磁微球与第二磁性纳米颗粒，使得第二磁性纳米颗粒偶联于第一包覆层的外表面。
S30：在偶联有第二磁性纳米颗粒的有磁微球的外表面上包覆凝胶层，且凝胶层包覆至少部分第二磁性纳米颗粒。
S50：采用溶胀技术组合有磁微球与脂溶性荧光染料，使得脂溶性荧光染料弥散分布于第一包覆层的内部和/或凝胶层的内部。
进一步地，在脂溶性荧光染料包埋进核微球的内部的过程中，脂溶性荧光染料可包埋进凝胶层的内部。
S40：采用溶胀技术组合有磁微球与第三磁性纳米颗粒，使得第三磁性纳米颗粒弥散分布于第一包覆层的内部和/或凝胶层的内部。
参阅图8，本申请第七实施例提出一种磁珠的制作方法，该方法包括以下步骤：
S10：提供一有磁微球，有磁微球包括核微球、偶联于核微球外表面的第一磁性纳米颗粒以及包覆于核微球外表面以及第一磁性纳米颗粒外表面的第一包覆层。
S20：采用吸附技术组合有磁微球与第二磁性纳米颗粒，使得第二磁性纳米颗粒偶联于第一包覆层的外表面。
S30：在偶联有第二磁性纳米颗粒的有磁微球的外表面上包覆凝胶层，且凝胶层包覆至少部分第二磁性纳米颗粒。
S40：采用溶胀技术组合有磁微球与第三磁性纳米颗粒，使得第三磁性纳米颗粒弥散分布于第一包覆层的内部和/或凝胶层的内部。
S50：采用溶胀技术组合有磁微球与脂溶性荧光染料，使得脂溶性荧光染料弥散分布于第一包覆层的内部和/或凝胶层的内部。
参阅图9，本申请第八实施例提出一种磁珠的制作方法，该方法包括以下步骤：
S10：提供一有磁微球，有磁微球包括核微球、偶联于核微球外表面的第一磁性纳米颗粒以及包覆于核微球外表面以及第一磁性纳米颗粒外表面的第一包覆层。
S20：采用吸附技术组合有磁微球与第二磁性纳米颗粒，使得第二磁性纳米颗粒偶联于第一包覆层的外表面。
S30：在偶联有第二磁性纳米颗粒的有磁微球的外表面上包覆凝胶层，且凝胶层包覆至少部分第二磁性纳米颗粒。
S60：采用溶胀技术同时组合有磁微球与脂溶性荧光染料、有磁微球与第三磁性纳米颗粒，使得脂溶性荧光染料、第三磁性纳米颗粒弥散分布于第一包覆层的内部和/或凝胶层的内部。
具体而言，将有磁微球分散于第一介质中，提供一含有脂溶性磁性纳米颗粒的第二介质，提供一含有脂溶性荧光染料的第三介质，混合，然后进行溶胀反应(涡旋分散均匀，旋转反应预设时间)，脂溶性磁性纳米颗粒、脂溶性荧光染料包埋进核微球的内部，磁分离去上清液，获得核微球内部分布有脂溶性磁性纳米颗粒和脂溶性荧光染料的荧光磁珠。
进一步地，在脂溶性磁性纳米颗粒、脂溶性荧光染料包埋进核微球的内部的过程中，脂溶性磁性纳米颗粒、脂溶性荧光染料可包埋进凝胶层的内部。
进一步地，可多次进行步骤S60，分别组合具有不同荧光特征的脂溶性荧光染料和有磁微球，或者，分别组合不同浓度的脂溶性荧光染料和有磁微球，同时组合脂溶性磁性纳米颗粒和有磁微球，以获得多个不同荧光强度的磁珠，即荧光编码磁珠。其中，可以将不同的脂溶性荧光染料按不同比例混合，以制备出不同的编码的磁珠。正是由于不同脂溶性荧光染料的不同比例，赋予了制备的荧光编码磁珠不同的荧光特征。
参阅图10，本申请第九实施例提出一种磁珠的制作方法，该方法包括以下步骤：
S10：提供一有磁微球，有磁微球包括核微球、偶联于核微球外表面的第一磁性纳米颗粒以及包覆于核微球外表面以及第一磁性纳米颗粒外表面的第一包覆层。
S40：采用溶胀技术组合有磁微球与第三磁性纳米颗粒，使得第三磁性纳米颗粒弥散分布于第一包覆层的内部。
S50：采用溶胀技术组合有磁微球与脂溶性荧光染料，使得脂溶性荧光染料弥散分布于第一包覆层的内部。
S20：采用吸附技术组合有磁微球与第二磁性纳米颗粒，使得第二磁性纳米颗粒偶联于第一包覆层的外表面。
S30：在偶联有第二磁性纳米颗粒的有磁微球的外表面上包覆凝胶层，且凝胶层包覆至少部分第二磁性纳米颗粒。
参阅图11，本申请第十实施例提出一种磁珠的制作方法，该方法包括以下步骤：
S10：提供一有磁微球，有磁微球包括核微球、偶联于核微球外表面的第一磁性纳米颗粒以及包覆于核微球外表面以及第一磁性纳米颗粒外表面的第一包覆层。
S40：采用溶胀技术组合有磁微球与第三磁性纳米颗粒，使得第三磁性纳米颗粒弥散分布于第一包覆层的内部。
S20：采用吸附技术组合有磁微球与第二磁性纳米颗粒，使得第二磁性纳米颗粒偶联于第一包覆层的外表面。
S50：采用溶胀技术组合有磁微球与脂溶性荧光染料，使得脂溶性荧光染料弥散分布于第一包覆层的内部。
S30：在偶联有第二磁性纳米颗粒的有磁微球的外表面上包覆凝胶层，且凝胶层包覆至少部分第二磁性纳米颗粒。
参阅图12，本申请第十一实施例提出一种磁珠的制作方法，该方法包括以下步骤：
S10：提供一有磁微球，有磁微球包括核微球、偶联于核微球外表面的第一磁性纳米颗粒以及包覆于核微球外表面以及第一磁性纳米颗粒外表面的第一包覆层。
S50：采用溶胀技术组合有磁微球与脂溶性荧光染料，使得脂溶性荧光染料弥散分布于第一包覆层的内部。
S40：采用溶胀技术组合有磁微球与第三磁性纳米颗粒，使得第三磁性纳米颗粒弥散分布于第一包覆层的内部。
S20：采用吸附技术组合有磁微球与第二磁性纳米颗粒，使得第二磁性纳米颗粒偶联于第一包覆层的外表面。
S30：在偶联有第二磁性纳米颗粒的有磁微球的外表面上包覆凝胶层，且凝胶层包覆至少部分第二磁性纳米颗粒。
参阅图13，本申请第十二实施例提出一种磁珠的制作方法，该方法包括以下步骤：
S10：提供一有磁微球，有磁微球包括核微球、偶联于核微球外表面的第一磁性纳米颗粒以及包覆于核微球外表面以及第一磁性纳米颗粒外表面的第一包覆层。
S40：采用溶胀技术组合有磁微球与第三磁性纳米颗粒，使得第三磁性纳米颗粒弥散分布于第一包覆层的内部。
S20：采用吸附技术组合有磁微球与第二磁性纳米颗粒，使得第二磁性纳米颗粒偶联于第一包覆层的外表面。
S30：在偶联有第二磁性纳米颗粒的有磁微球的外表面上包覆凝胶层，且凝胶层包覆至少部分第二磁性纳米颗粒。
S50：采用溶胀技术组合有磁微球与脂溶性荧光染料，使得脂溶性荧光染料弥散分布于第一包覆层的内部和/或凝胶层的内部。
参阅图14，本申请第十三实施例提出一种磁珠的制作方法，该方法包括以下步骤：
S10：提供一有磁微球，有磁微球包括核微球、偶联于核微球外表面的第一磁性纳米颗粒以及包覆于核微球外表面以及第一磁性纳米颗粒外表面的第一包覆层。
S60：采用溶胀技术同时组合有磁微球与脂溶性荧光染料、有磁微球与第三磁性纳米颗粒，使得脂溶性荧光染料、第三磁性纳米颗粒弥散分布于第一包覆层的内部。
S20：采用吸附技术组合有磁微球与第二磁性纳米颗粒，使得第二磁性纳米颗粒偶联于第一包覆层的外表面。
S30：在偶联有第二磁性纳米颗粒的有磁微球的外表面上包覆凝胶层，且凝胶层包覆至少部分第二磁性纳米颗粒。
参阅图15，本申请第十四实施例提出一种磁珠的制作方法，该方法包括以下步骤：
S10：提供一有磁微球，有磁微球包括核微球、偶联于核微球外表面的第一磁性纳米颗粒以及包覆于核微球外表面以及第一磁性纳米颗粒外表面的第一包覆层。
S50：采用溶胀技术组合有磁微球与脂溶性荧光染料，使得脂溶性荧光染料弥散分布于第一包覆层的内部。
S20：采用吸附技术组合有磁微球与第二磁性纳米颗粒，使得第二磁性纳米颗粒偶联于第一包覆层的外表面。
S40：采用溶胀技术组合有磁微球与第三磁性纳米颗粒，使得第三磁性纳米颗粒弥散分布于第一包覆层的内部。
S30：在偶联有第二磁性纳米颗粒的有磁微球的外表面上包覆凝胶层，且凝胶层包覆至少部分第二磁性纳米颗粒。
参阅图16，本申请第十五实施例提出一种磁珠的制作方法，该方法包括以下步骤：
S10：提供一有磁微球，有磁微球包括核微球、偶联于核微球外表面的第一磁性纳米颗粒以及包覆于核微球外表面以及第一磁性纳米颗粒外表面的第一包覆层。
S20：采用吸附技术组合有磁微球与第二磁性纳米颗粒，使得第二磁性纳米颗粒偶联于第一包覆层的外表面。
S40：采用溶胀技术组合有磁微球与第三磁性纳米颗粒，使得第三磁性纳米颗粒弥散分布于第一包覆层的内部。
S50：采用溶胀技术组合有磁微球与脂溶性荧光染料，使得脂溶性荧光染料弥散分布于第一包覆层的内部。
S30：在偶联有第二磁性纳米颗粒的有磁微球的外表面上包覆凝胶层，且凝胶层包覆至少部分第二磁性纳米颗粒。
参阅图17，本申请第十六实施例提出一种磁珠的制作方法，该方法包括以下步骤：
S10：提供一有磁微球，有磁微球包括核微球、偶联于核微球外表面的第一磁性纳米颗粒以及包覆于核微球外表面以及第一磁性纳米颗粒外表面的第一包覆层。
S20：采用吸附技术组合有磁微球与第二磁性纳米颗粒，使得第二磁性纳米颗粒偶联于第一包覆层的外表面。
S50：采用溶胀技术组合有磁微球与脂溶性荧光染料，使得脂溶性荧光染料弥散分布于第一包覆层的内部。
S40：采用溶胀技术组合有磁微球与第三磁性纳米颗粒，使得第三磁性纳米颗粒弥散分布于第一包覆层的内部。
S30：在偶联有第二磁性纳米颗粒的有磁微球的外表面上包覆凝胶层，且凝胶层包覆至少部分第二磁性纳米颗粒。
参阅图18，本申请第十七实施例提出一种磁珠的制作方法，该方法包括以下步骤：
S10：提供一有磁微球，有磁微球包括核微球、偶联于核微球外表面的第一磁性纳米颗粒以及包覆于核微球外表面以及第一磁性纳米颗粒外表面的第一包覆层。
S20：采用吸附技术组合有磁微球与第二磁性纳米颗粒，使得第二磁性纳米颗粒偶联于第一包覆层的外表面。
S40：采用溶胀技术组合有磁微球与第三磁性纳米颗粒，使得第三磁性纳米颗粒弥散分布于第一包覆层的内部。
S30：在偶联有第二磁性纳米颗粒的有磁微球的外表面上包覆凝胶层，且凝胶层包覆至少部分第二磁性纳米颗粒。
S50：采用溶胀技术组合有磁微球与脂溶性荧光染料，使得脂溶性荧光染料弥散分布于第一包覆层的内部和/或凝胶层的内部。
参阅图19，本申请第十八实施例提出一种磁珠的制作方法，该方法包括以下步骤：
S10：提供一有磁微球，有磁微球包括核微球、偶联于核微球外表面的第一磁性纳米颗粒以及包覆于核微球外表面以及第一磁性纳米颗粒外表面的第一包覆层。
S20：采用吸附技术组合有磁微球与第二磁性纳米颗粒，使得第二磁性纳米颗粒偶联于第一包覆层的外表面。
S60：采用溶胀技术同时组合有磁微球与脂溶性荧光染料、有磁微球与第三磁性纳米颗粒，使得脂溶性荧光染料、第三磁性纳米颗粒弥散分布于第一包覆层的内部。
S30：在偶联有第二磁性纳米颗粒的有磁微球的外表面上包覆凝胶层，且凝胶层包覆至少部分第二磁性纳米颗粒。
可选地，上述第四实施例至第十八实施例步骤S30中的凝胶层可替换为第二聚合物包覆层，第二聚合物包覆层的材料为聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯-甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸乙酯中的至少一种。
由此，通过上述第四实施例至第十八实施例或其替换方案制得的磁珠10结构如图24或图25所示，磁珠10包括：有磁微球11、脂溶性荧光染料15、第二磁性纳米颗粒12、第三磁性纳米颗粒13以及第二包覆层14。其中，脂溶性荧光染料15、第三磁性纳米颗粒13弥散分布于第一包覆层113的内部，可以理解的是，通过溶胀进入有磁微球11的内部后，脂溶性荧光染料15、第三磁性纳米颗粒13包埋在核微球111的内部。第二磁性纳米颗粒12可偶联于核微球111的外表面。第二包覆层14包覆于有磁微球11的外表面，且第二包覆层14包覆至少部分第二磁性纳米颗粒12。可选地，第二包覆层14包覆全部第二磁性纳米颗粒12，磁珠10的外表面为光滑表面。其中，上述第二包覆层14可以为凝胶层或第二聚合物包覆层。可以理解的是，第三磁性纳米颗粒13、脂溶性荧光染料15可弥散分布于凝胶层的内部，而受限于聚合物包覆层的材料，第三磁性纳米颗粒13、脂溶性荧光染料15不可弥散分布于第二聚合物包覆层的内部。
更进一步地，可删减上述第四实施例至第十实施例中的步骤S30，由此制得的磁珠10结构如图28所示，磁珠10包括：有磁微球11、脂溶性荧光染料15、第二磁性纳米颗粒12、以及第三磁性纳米颗粒13。其中，脂溶性荧光染料15、第三磁性纳米颗粒13弥散分布于第一包覆层113的内部，可以理解的是，通过溶胀进入有磁微球11的内部后，脂溶性荧光染料15、第三磁性纳米颗粒13包埋在核微球111的内部。第二磁性纳米颗粒12可偶联于核微球111的外表面。
参阅图20，进一步地，上述第一实施例至第十八实施例中，步骤S30具体包括以下步骤：
S31：将偶联有第二磁性纳米颗粒的有磁微球与凝胶材料混合，加入交联剂，进行交联反应，使得偶联有第二磁性纳米颗粒的有磁微球的外表面上包覆凝胶层。
在凝胶材料为壳聚糖时，交联剂可以为戊二醛，其中，壳聚糖与有磁微球的质量比为：0.01～20％，壳聚糖通过静电相互作用和戊二醛发生化学反应产生交联作用。
进一步地，上述实施例中的步骤S20的操作温度为0～100℃(例如0℃、25℃、30℃、50℃、65℃、100℃)，步骤S30的操作温度为20～65℃(例如20℃、30℃、50℃、65℃)，步骤S40的操作温度为0～65℃(例如0℃、25℃、30℃、50℃、65℃)，步骤S50的操作温度为0～65℃(例如0℃、25℃、30℃、50℃、65℃)。在上述温度范围内，可有效避免因加热导致有磁微球的自体荧光升高，进而提高检测灵敏度。
优选地，上述实施例中的步骤S20的操作温度为0～30℃(例如0℃、25℃、30℃)，步骤S30的操作温度为20～30℃(例如20℃、25℃、30℃)，步骤S40的操作温度为0～30℃(例如0℃、25℃、30℃)，步骤S50的操作温度为0～30℃(例如0℃、25℃、30℃)。在上述操作温度范围内，可有效避免因加热导致有磁微球的自体荧光升高，进而提高检测灵敏度。
更优选地，上述实施例中的步骤S20的操作温度为室温(23℃±2℃)，步骤S30的操作温度为室温(23℃±2℃)，步骤S40的操作温度为室温(23℃±2℃)，步骤S50的操作温度为室温(23℃±2℃)。在上述操作温度范围内，可有效避免因加热导致有磁微球的自体荧光升高，进而提高检测灵敏度。
区别于现有技术的情况，本申请的磁珠包括：有磁微球、第二磁性纳米颗粒、凝胶层以及第三磁性纳米颗粒，有磁微球包括核微球、偶联于核微球外表面的第一磁性纳米颗粒以及包覆于核微球外表面以及第一磁性纳米颗粒外表面的第一包覆层，第二磁性纳米颗粒偶联于有磁微球的外表面，凝胶层包覆于有磁微球的外表面且包覆至少部分第二磁性纳米颗粒，第三磁性纳米颗粒弥散分布于第一包覆层的内部和/或凝胶层的内部的，在避免有磁微球表面过量吸附磁性纳米颗粒的前提下，能够提高磁珠的磁响应，并降低杂质带来的干扰信号，且能够降低有磁微球的自体荧光，提高检测灵敏度。
在本申请所提供的几个实施方式中，应该理解到，所揭露的方法以及设备，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施方式仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施方式方案的目的。
另外，在本申请各个实施方式中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。
Claims (18)
1.一种磁珠，其特征在于，所述磁珠包括：
有磁微球，包括核微球、偶联于所述核微球外表面的第一磁性纳米颗粒以及包覆于所述核微球外表面以及所述第一磁性纳米颗粒外表面的第一包覆层；
第二磁性纳米颗粒，偶联于所述第一包覆层的外表面；
第三磁性纳米颗粒，弥散分布于所述第一包覆层的内部。
2.根据权利要求1所述的磁珠，其特征在于，所述磁珠还包括：
第二包覆层，包覆于所述有磁微球的外表面，且所述第二包覆层包覆至少部分所述第二磁性纳米颗粒。
3.根据权利要求2所述的磁珠，其特征在于，
所述第二包覆层为凝胶层或第二聚合物包覆层；
其中，所述第三磁性纳米颗粒弥散分布于所述凝胶层的内部。
4.根据权利要求3所述的磁珠，其特征在于，
所述凝胶层的材料为壳聚糖、海藻酸钠、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚N-聚代丙烯酰胺中的至少一种；
所述聚合物第一包覆层的材料为聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯-甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸乙酯中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的磁珠，其特征在于，所述核微球为二氧化硅核微球，所述第一包覆层为第一聚合物包覆层。
6.根据权利要求1所述的磁珠，其特征在于，所述核微球的外表面含有第一带电荷官能团，所述核微球通过所述第一带电荷官能团偶联所述第一磁性纳米颗粒。
7.根据权利要求1所述的磁珠，其特征在于，所述第一包覆层的外表面含有第二带电荷官能团，所述第一包覆层通过所述第二带电荷官能团偶联所述第二磁性纳米颗粒。
8.根据权利要求1所述的磁珠，其特征在于，
所述第一磁性纳米颗粒为水溶性磁性纳米颗粒；
所述第二磁性纳米颗粒为水溶性磁性纳米颗粒；
所述第三磁性纳米颗粒为脂溶性磁性纳米颗粒。
9.根据权利要求8所述的磁珠，其特征在于，
所述脂溶性磁性纳米颗粒为具有顺磁性的纳米颗粒，且所述脂溶性磁性纳米颗粒含有不饱和脂肪酸、饱和脂肪酸、不饱和脂肪胺或饱和脂肪胺中至少一种的脂溶性配体。
10.根据权利要求8所述的磁珠，其特征在于，
所述水溶性磁性纳米颗粒为具有顺磁性的纳米颗粒。
11.根据权利要求3所述的磁珠，其特征在于，所述磁珠还包括：
脂溶性荧光染料，至少弥散分布于所述第一包覆层的内部。
12.根据权利要求1所述的磁珠，其特征在于，
按质量百分比计，所述磁珠包括：50％～99.5％的所述有磁微球、0.1％～49.9％的第二磁性纳米颗粒、0.1％～49.9％的所述第三磁性纳米颗粒。
13.一种磁珠的制作方法，其特征在于，所述方法包括：
提供一有磁微球，所述有磁微球包括核微球、偶联于所述核微球外表面的第一磁性纳米颗粒以及包覆于所述核微球外表面以及所述第一磁性纳米颗粒外表面的第一包覆层；
采用吸附技术组合所述有磁微球与第二磁性纳米颗粒，使得所述第二磁性纳米颗粒偶联于所述第一包覆层的外表面；
其中，在所述采用吸附技术组合所述有磁微球与第二磁性纳米颗粒，使得所述第二磁性纳米颗粒偶联于所述第一包覆层的外表面的步骤之前，或者，在所述采用吸附技术组合所述有磁微球与第二磁性纳米颗粒，使得所述第二磁性纳米颗粒偶联于所述第一包覆层的外表面的步骤之后，所述方法还包括：采用溶胀技术组合所述有磁微球与第三磁性纳米颗粒，使得所述第三磁性纳米颗粒弥散分布于所述第一包覆层的内部和/或所述凝胶层的内部。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，在所述采用吸附技术组合所述有磁微球与第二磁性纳米颗粒，使得所述第二磁性纳米颗粒偶联于所述第一包覆层的外表面的步骤之后，所述方法还包括：在偶联有所述第二磁性纳米颗粒的所述有磁微球的外表面上包覆第二包覆层，且所述第二包覆层包覆至少部分所述第二磁性纳米颗粒。
15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，在所述采用吸附技术组合所述有磁微球与第二磁性纳米颗粒，使得所述第二磁性纳米颗粒偶联于所述第一包覆层的外表面的步骤之后，所述方法还包括：在偶联有所述第二磁性纳米颗粒的所述有磁微球的外表面上包覆凝胶层，且所述凝胶层包覆至少部分所述第二磁性纳米颗粒。
16.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述提供一有磁微球的步骤包括：
采用吸附技术组合所述核微球与第一磁性纳米颗粒，使得所述第一磁性纳米颗粒偶联于所述核微球的外表面；
在偶联有所述第一磁性纳米颗粒的所述核微球的外表面上包覆一第一包覆层，且所述第一包覆层包覆至少部分所述第一磁性纳米颗粒。
17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，
所述采用吸附技术组合所述有磁微球与第二磁性纳米颗粒，使得所述第二磁性纳米颗粒偶联于所述第一包覆层的外表面的操作温度为0～100℃；
所述在偶联有所述第二磁性纳米颗粒的所述有磁微球的外表面上包覆凝胶层，且所述凝胶层包覆至少部分所述第二磁性纳米颗粒的操作温度为20～65℃；
所述采用溶胀技术组合所述有磁微球与第三磁性纳米颗粒，使得所述第三磁性纳米颗粒弥散分布于所述有磁微球的内部和/或所述凝胶层的内部的操作温度为0～65℃。
18.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
采用溶胀技术组合所述有磁微球与脂溶性荧光染料，使得所述脂溶性荧光染料弥散分布于所述第一包覆层的内部。
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