荧光标记二氧化硅荧光微球定制技术

一、概述

荧光标记二氧化硅荧光微球是一类在纳米至微米尺度上具备良好单分散性、可控粒径以及高稳定性的功能材料，其通过在二氧化硅球体中掺杂或表面接枝荧光染料实现荧光性能的赋予。广泛应用于生物成像、荧光编码、流式细胞术、传感器构建及药物载体系统。 

二、定制流程与核心技术

1. 微球合成（Stöber法）

采用经典Stöber溶胶-凝胶法合成单分散SiO₂微球：

典型反应体系为：四乙氧基硅烷（TEOS）+乙醇 + 氨水 + 去离子水；

粒径调控范围：50 nm – 2 µm；

通过调节氨水浓度、TEOS用量与搅拌速率控制粒径大小及分布。

2. 荧光染料掺杂/共价修饰

荧光标记分为两类策略：

（1）物理掺杂法（核包法）
在微球形成过程中引入荧光染料（如Rhodamine B, FITC, Cy5等），染料通过静电或疏水作用嵌入球体内部。优点为操作简便、发光强，但存在染料泄漏风险。

（2）化学共价接枝法（壳修饰）
将染料通过硅烷化偶联剂（如APTES, GPTMS）与Si-OH形成稳定Si-O-Si键。该法荧光信号稳定，不易脱落，适合长周期应用。

示例：FITC通过与APTES反应形成FITC-APTES中间体，再与二氧化硅表面共聚接枝。

3. 表面功能化与后处理

为了实现特定生物靶向或分子识别功能，可进一步引入以下基团：

羧基（–COOH）

氨基（–NH₂）

巯基（–SH）

生物配体（如抗体、链霉亲和素、寡核苷酸）

使用EDC/NHS活化法进行共价接枝蛋白、抗体等。 

三、关键参数可定制内容

四、典型应用

生物成像与示踪：用于细胞摄取实验或血液动力学研究；

流式细胞术编码：多个染料组合实现条形编码；

荧光免疫分析：作为标记探针，与抗体/抗原偶联；

高通量筛选：用于药物筛选微阵列平台。

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