聚集诱导发光（AIE）荧光微球批量稳定性制备及应用

聚集诱导发光（AIE）材料具有高聚集态发光效率，采用刚性主链的高分子结构可以实现对其分子振转结构的有效限制，大幅提高制备微球的固态发光效率。而且，AIE 分子较大的斯托克斯位移可激发光源和信号采集窗口的高效分离，导致其荧光信号输出的灵敏度显著提高。该技术采用高效 AIE 分子作为信号基元，通过单体选择和工艺优化原位聚合 AIE 荧光微球，其微球粒径可以实现 50nm-1000nm 及微米级的有效控制（粒径 CV 值小于 5%），并可根据需要对微球表面进行定量修饰（功能基团羧基、氨基、羟基、链霉亲和素、生物大分子等）。借助偶联技术，可进一步与多种抗体、抗原蛋白相连，拓展其在免疫分析中的应用。该技术制备的荧光微球在光色、效率和稳定性等方面远超同类型产品，并实现了发光波长的全覆盖（蓝色、绿色、红色等）。AIE 荧光微球功能修饰调谐性明显，在侧向层析技术、细胞成像、微流控技术和荧光酶联免疫吸附等方面有明显的优势。

2019 年国内微球等载体系统的市场空间约为 17 亿元，然而国内 IVD 领域使用的微球仍以进口产品为主（质量含量 1%水溶液，通常 5ml 单价大于 4000 元），国产品牌占整体市场不到 10%。这是因为目前国内微球生产企业多数规模较小，产品质量参差不齐，品牌影响力与国际品牌相比存在一定差距。该技术制备出的 AIE 荧光微球具有高量子产率、大 Stokes 位移、有良好尺寸均一性、稳定性好等优点。目前已成功制备出表面修饰羧基的 200nm/300 nm/400 nm 绿色荧光微球，其量子产量高达 83%，斯托克斯位移为 126 nm, 多分散性指数为 0.019，不同批次的粒径 CV 小于 5%，各项性能参数均优于默克等公司产品。该产品目前还在小试和市场推广阶段，预期产生的经济效益不低于现有市场上已成熟的产品。该技术结合免疫层析技术，可制备新冠抗原型试纸条（阴性率100%）和毒品靶向识别试纸条（检测限小于国家标准 1 个数量级并灵敏度高于 HPLC 结果）。