专利名称：一种用于荧光仪器校准测量的校准基片及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种用于荧光仪器校准测量的校准基片及其制备方法。
背景技术：
随着生物技术领域的不断发展，荧光检测已成为一种发展最快的应用于生命科学、临床医学、药物学及生物化学分析等领域的重要检测方法。传统的荧光仪器通常采用激光、氙灯、高压/低压汞灯等光源作为激发光源，通过检测荧光物质受激发后发射光的光谱及信号强弱来进行分析。不同荧光仪器的光源、光路、检测系统的设计、集成各不相同，同一仪器的光源、光路及检测系统随使用时间的延长也会出现细微的变化，这往往会带来测量误差。由于荧光检测法灵敏度极高，通常用于痕量检测中，极小的测量误差可能导致完全相反的结论。因此制备荧光标准物质并应用其对荧光仪器进行校准就显得极为必要。
目前，常用作荧光校准的材料及制备工艺主要有以下几种1、有机荧光染料作为荧光校准物质如美国Gene Pharm公司用于激光共聚焦扫描仪的荧光校准产品，直接将Cy3、Cy5等荧光染料喷印/打印到无自发荧光背景的玻片表面，每张校准基片上固定有20个系列稀释浓度的荧光染料点，基片需真空密封包装。美国Full Moon公司也使用有机荧光染料Cy3、Cy5制备了类似的适合于微阵列扫描仪使用的校准玻片。但是，由于有机荧光染料在相对较短的时间内即可被光漂白，因此，这一类荧光校准材料的光学稳定性差；材料保存条件苛刻，需避光、干燥等；使用寿命短，每使用了一次之后，校准材料的荧光强度均会有不同程度的损失。
2、聚合物掺杂有机荧光染料作为荧光校准物质如英国Optiglass Limited公司的Starna荧光校准产品，是将不同浓度的有机荧光染料掺杂于甲基丙烯酸甲酯单体中，聚合得到有机荧光染料掺杂的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)固体，用于荧光光谱仪的荧光光谱校准；Polysciences公司的PolybeadTM荧光微球是将有机荧光染料吸附于聚苯乙烯类高分子微球的孔洞结构中构成的，它可以对荧光光谱仪、细胞计数仪、微孔板仪等光学仪器进行校准。美国专利US2003/0105195中叙述了将有机荧光染料掺于高聚物(如聚甲基丙烯酸甲酯、环氧树脂、聚氨酯等)本体中在基片表面进行涂覆的方法。但此类方法未从根本上解决有机荧光染料光漂白的问题。
3、高分子材料作为荧光校准物质美国专利US2003/0057379、US2003/0015668、US6472671中采用无荧光背景的石英玻璃为基体材料，将具有宽带荧光响应的高分子材料-聚酰亚胺作为荧光材料在玻璃表面涂覆，再将极薄的金属层覆盖其上，可在金属层表面刻蚀出需要的图形，这种校准基片主要作为荧光显微镜的校准与测试。德国Clondiag公司的FluorIS产品可作为微阵列扫描仪的校准工具使用，它由玻片表面的具有确定荧光强度和形状的荧光点阵列构成，可实现荧光扫描仪扫描效果的比较和校准。该公司在其专利WO 02/077620中介绍使用光聚合物SU8-10作为其校准基片表面涂覆的荧光材料的制备方法。该校准基片可在20次左右的使用次数内可保证其荧光稳定性；但是采用这种具有自发荧光的聚合物制成的校准材料被激发光照射时，仍然存在光漂白的问题，因此使用次数过多会导致检测荧光强度降低。
4、无机材料掺杂有机荧光染料作为荧光校准物质美国专利US2003/0015668中提出了采用溶胶-凝胶等技术在玻璃基质表面沉积很薄的Cy3、Cy5等荧光染料掺杂玻璃膜的方法制备荧光显微镜的校准基片，但由于发光物质依然是Cy3、Cy5等有机染料，未从根本上解决光漂白问题。
5、无机离子掺杂无机固体材料作为荧光校准物质1989年成立的美国Matech公司致力于荧光标准材料的生产和制造。他们的产品TR-系列96孔板荧光参比材料包括四种波段紫光波段TR-418、蓝光波段TR-460、绿光波段TR-517、红光波段TR-613，可以对荧光光谱仪的波长和荧光强度进行校准。TR-系列荧光材料采用了光学稳定性最佳的无机固体材料-无机玻璃与Ce3+、U6+、Eu3+等无机离子共掺杂，与PMMA掺杂有机染料罗丹明B、PMMA掺杂有机荧光染料荧光素等聚合物掺杂有机荧光染料相比几乎不存在光漂白的问题，同时对保存温度、湿度等无要求。但由于该类产品多为块材或大尺寸片材，很难在相同基底上提供精细结构的不同荧光强度的校准，限制了其在某些荧光光学仪器(如微阵列扫描仪)校准上的应用。

发明内容
本发明的目的是提供一种光学性质稳定、使用寿命长的用于荧光仪器校准测量的校准基片及其制备方法。
本发明所提供的用于荧光仪器校准测量的校准基片，是在玻璃基片上点设有无机荧光材料的阵列；所述无机荧光材料是稀土元素与稀土元素或非稀土元素掺杂形成的复合物。
所述复合物为CaS:Eu复合物、NaYF4:Yb:M复合物、NaYF4:M复合物、NaYbF4:M复合物等，其中M＝Tm，Er，Ho，可采用室温和水热等方法合成，经过高温煅烧得到。
该校准基片的制备方法，包括如下步骤1)将稀土元素与稀土元素或非稀土元素掺杂形成的复合物分散于水溶液中；2)将复合物溶液以阵列形式排布于玻璃基片表面，得到校准基片。
为了提高无机荧光材料在水溶液体系中的分散性能，对无机荧光材料还可进行表面包覆。无机荧光材料经过表面包覆，可以改善或改变材料的分散性，提高颗粒的表面活性，使颗粒表面产生新的物理、化学、机械性能，改善无机颗粒与其他物质之间的相容性。常见的方法是在无机荧光材料表面包覆上聚合物，如聚苯乙烯；或无机物，如二氧化硅，由硅烷化试剂-硅酸烷基酯三乙氧基-3-氨基丙基硅烷、三乙氧基-3-环氧基丙基硅烷、三乙氧基-3-巯基丙基硅烷、正硅酸乙酯等在酸性或碱性条件下水解，形成了无机荧光材料的表面SiO2改性，该方法增强了无机荧光材料的亲水性，提高了其在水溶液体系中的分散性能。
经过包覆后的无机荧光材料，在一定量的表面活性剂或高分子分散剂的作用下可以较好地分散于水溶液体系。具体的表面活性剂可以为非离子型的Tween-20、Triton-100，阴离子型的十二烷基苯磺酸钠(SDS)等表面活性剂中的一种或几种的复配。高分子分散剂可以为非离子空间位阻型的聚乙二醇(PEG)，如PEG2000、PEG4000、PEG6000、PEG8000、PEG10000、PEG20000、聚乙烯醇(PVA)，高分子聚电解质类型中的阳离子型聚乙烯亚胺(PEI)、阴离子型聚丙烯酸钠(PAA)的一种或几种的复配。所述表面活性剂或高分子分散剂的用量通常为0.1％～10％，优选为0.1-5％。
将无机荧光材料均匀分散于水溶液中后，还可以向其中加入二甲基亚砜(DMSO)、甘油等，形成中性点样液，采用美国Cartesian、Genomic Instrumentation等公司生产的微阵列点样仪按一定规则的阵列形式排布于玻璃基片表面，或用旋涂仪旋涂成膜，再用丝网印刷技术将其隔离为分隔点阵，即可以得到本发明的校准基片，所得校准信号点直径为100～500μm，优选为120～300μm。
本发明所用玻璃基片通常是尺寸为75.6mm×25mm的显微镜通用载玻片，可以使用未经修饰的载玻片为基底材料，也可以对载玻片进行表面修饰。修饰的基片可以为化学修饰的基片-氨基化基片、醛基化基片、环氧基化基片、巯基化基片；高分子薄膜基片-高分子量PVA薄膜基片、琼脂糖薄膜基片、高分子量PVA复合琼脂糖薄膜基片等。
为了提高无机荧光材料在基片表面的固定牢度，可在点样后的基片表面涂覆保护层。常用保护层为聚甲基硅氧烷(PDMS)膜、聚乙烯醇(PVA)膜等透明的低荧光背景的膜，膜的厚度应小于50微米。也可以在高分子膜基片上实现无机荧光材料的阵列排布。
本发明是将光学性质稳定的无机荧光材料经过表面包覆处理后，在表面活性剂的作用下，以一定的阵列形式排布于玻璃基片上，可得到荧光性能稳定的校准基片。本发明校准基片不存在现有荧光基片普遍存在的光漂白问题，使用寿命长；通过保护膜的制备使得无机荧光材料样品在基片表面固定牢度比较高，基本不会机械擦伤基片，无需苛刻的保存条件；用途广泛，可用于微阵列生物芯片扫描仪多通道检测、荧光显微镜、荧光光谱仪、微孔板仪等常用荧光光学仪器的校准和测试。


图1为本发明校准基片的结构示意图，图1A表示先制备无机荧光材料阵列，再在表面覆盖高分子保护膜层；图1B表示在高分子膜层上制备无机荧光材料阵列；图中1为玻璃基片；2为无机荧光材料阵列；3为表面保护层；4为高分子膜。
图2为实施例1中Tm-SiO2共掺杂材料制备的校准基片的Cy3通道扫描图片图3为实施例5中制备的校准基片的Cy3通道扫描图片图4为NaYF4:Yb:Tm与Cy3光学稳定性比较曲线图5为实施例7中制备的定位用的校准基片的Cy3通道扫描图片图6为实施例8制备的浓度梯度校准基片的Cy3通道扫描图片图7为实施例9中制备的表面涂覆有PVA保护膜的校准基片的Cy3通道扫描图片图8为实施例10中制备的CaS:Eu校准基片的Cy3、Cy5通道扫描图片图9为实施例11中制备的PVA膜玻璃基片的校准基片的Cy3、Cy5通道扫描图片具体实施方式
实施例1、荧光材料为稀土-SiO2共掺杂材料的校准基片制备1、稀土-SiO2共掺杂材料的制备量取2.2ml正硅酸乙酯(TEOS)于小烧杯中，室温下，电磁搅拌，加入0.58ml无水乙醇，将0.36ml浓度为0.15M HCl水溶液滴加到上述反应体系当中，水解反应2h。然后加入浓度为0.2M的Tm3+10ml，室温摇动反应2h，陈化12h，即得到Tm-SiO2共掺杂材料。
2、校准基片的制备称4mg上述Tm-SiO2稀土无机掺杂材料，加入到100μL 4％PVA水溶液中，超声至固体颗粒分散均匀，然后用Gene Machine公司生产的点样仪点样于清洁载玻片表面，得到校准基片。
以ScanArray 4000生物芯片扫描仪的Cy3通道扫描基片，图像如图2所示。
实施例2、荧光材料为NaYF4:Yb:Tm稀土共掺杂材料的校准基片制备1、NaYF4:Yb:Tm稀土共掺杂材料的室温法制备称取2.1gNaF固体粉末加入到反应瓶，并加入80ml的高纯水，超声溶解，电磁搅拌。分别量取浓度为0.2M的YCl3溶液20ml、YbCl3溶液6ml、和TmCl3溶液3ml，混合均匀后快速注射入NaF水溶液中，溶液逐渐变混浊，室温电磁搅拌反应1h。反应结束后以4000rpm离心分离，以去离子水洗涤沉淀三次，放入60℃烘箱中干燥。将干燥样品在N2气氛中400℃煅烧5h，得到NaYF4:Yb:Tm复合物。
2、校准基片的制备将上述复合物分散到含10％表面活性剂Tween-20的水溶液中，按照实施例1的方法点样于清洁载玻片表面制备校准基片。
实施例3、荧光材料为NaYF4:Tm稀土共掺杂材料的校准基片制备1、NaYF4:Tm稀土共掺杂材料的室温法制备称取2.1g NaF固体粉末加入到反应瓶，并加入80ml的高纯水，超声溶解，电磁搅拌。分别取浓度为0.2M的YCl3和TmCl3溶液20ml、3ml，混合均匀后快速注射入NaF水溶液中，室温搅拌反应1h后，以4000rpm离心分离，以去离子水洗涤沉淀三次，放入60℃烘箱中干燥。将干燥样品于N2气氛中400℃煅烧5h，得到NaYF4:Tm复合物。
2、醛基修饰玻片制备取经铬酸洗液浸泡过夜并经充分水洗的洁净载玻片5片，放入装有40ml 1％APTES(3-aminopropyl triethoxysilane)乙醇溶液的直型染色缸中，室温摇动反应1小时，得氨基化基片；将氨基化基片放入装有8％戊二醛水溶液的直型染色缸中，室温摇动反应1小时，得醛基化玻璃基片。
3、校准基片的制备以醛基化玻片为基片，将上述复合物分散到含0.1％表面活性剂Triton-100的水溶液中，其他方法与实施例1相同，得到荧光材料为NaYF4:Tm稀土共掺杂材料的校准基片。
实施例4、荧光材料为NaYF4:Yb:Tm稀土共掺杂材料的校准基片制备1、NaYF4:Yb:Tm稀土共掺杂材料水热法制备称取2.1g NaF固体粉末加入到反应瓶，并加入80ml的高纯水，超声溶解，电磁搅拌。分别取浓度为0.2M的YCl3、YbCl3和TmCl3溶液20ml、6ml、3ml，混合均匀后快速注射入NaF水溶液中，室温反应1小时。将该反应液转移到水热釜中，160℃继续反应2h，反应结束后以4000rpm离心分离，以去离子水洗涤沉淀三次，放入60℃烘箱中干燥。将干燥样品于N2气氛中400℃煅烧5h，得到NaYF4:Yb:Tm复合物。
2、巯基修饰玻片制备取经铬酸洗液(8g K2Cr2O7+5ml H2O+95ml浓硫酸)浸泡过夜并经充分水洗的洁净载玻片5片，置装有40ml 1％MTPS(3-mercaptopropyl trimethoxysilane)乙醇溶液的直型染色缸中，室温摇动反应1小时，得巯基化玻片。
3、校准基片的制备以巯基化玻片为基片，以含5％PEG2000和5％聚乙烯亚胺(PEI)的水溶液作为分散用表面活性剂，其他操作同实施例1，得到校准基片。
实施例5、荧光材料为NaYF4:Yb:Tm稀土共掺杂材料的校准基片制备1、NaYF4:Yb:Tm稀土共掺杂材料的室温法制备称取2.1g NaF固体粉末加入到反应瓶，并加入80ml的高纯水，超声溶解，电磁搅拌。分别取浓度为0.2M的YCl3、YbCl3和TmCl3溶液分别为20ml、6ml、3ml混合后，加入到0.2M的乙二胺四乙酸二钠盐溶液20ml中，摇匀后快速注射入NaF水溶液中，室温搅拌反应1h后以4000rpm离心分离，以去离子水洗涤沉淀三次，放入60℃烘箱中干燥。将干燥样品于N2气氛中400℃煅烧5h，得到NaYF4:Yb:Tm复合物。
2、稀土荧光材料表面SiO2包覆称取0.4g NaYF4:Yb:Tm复合物样品于单口瓶中，加入10ml异丙醇，反复超声分散样品。取分散均匀的样品于100ml锥形瓶中，向锥形瓶中补充异丙醇到总体积约为50ml，电磁搅拌；向该悬浮液中注入12ml高纯水、20ml浓NH3·H2O(浓度约28％)，封口，40℃油浴反应10min后，加入1ml TEOS，电磁快速搅拌反应1h后，以4000rpm离心分离，以高纯水洗涤样品4次，60℃烘干过夜。
3、氨基修饰玻片制备取经铬酸洗液浸泡过夜并经充分水洗的洁净载玻片5片，放入装有40ml 1％APTES(3-aminopropyl triethoxysilane)乙醇溶液的直型染色缸中，室温摇动反应1小时，得氨基化基片。
3、校准基片的制备以氨基化玻片为基片，将所得样品分散于含4％PEG2000和30％DMSO的水溶液中，以Cartesian点样仪，直径为255μm的钢针共点制两张基片。以ScanArray 4000生物芯片扫描仪的Cy3通道扫描，图像如图3所示。
取本发明所得NaYF4:Yb:Tm校准玻片，另用购自美国Amersham Pharmacia公司的Cy3荧光染料水溶液同样用Cartesian点样仪点制荧光阵列基片，分别经110mW绿色激光连续照射，每隔5分钟采集照射后样品荧光强度的数据进行比较，结果如图4所示。结果表明，与Cy3染料相比，本发明的Tm复合物材料在绿色激光照射下具有更好的光学稳定性。
4、聚甲基硅氧烷保护膜制备取甲基硅氧烷溶液100ml及引发剂4，4’-偶氮二异丁腈酸10ml，加入10ml正己烷作为稀释剂与甲基硅氧烷混合，使用甩胶机/Spin Coater制备PDMS保护膜于上述基片表面，可以很好得固定住基片表面的荧光样品，且透明性良好，具有一定的粘性，膜的厚度约为40μm。
实施例6、荧光材料为NaYF4:Tm稀土共掺杂材料的校准基片制备1、NaYF4:Tm稀土共掺杂材料水热法制备称取2.1g NaF固体粉末加入到反应瓶，并加入80ml的高纯水，超声溶解，电磁搅拌。分别取浓度为0.2M的YCl3和TmCl3溶液20ml、.3ml混合均匀后快速注射入NaF水溶液中，室温反应30min。将该反应液转移到热釜中，160℃继续反应2h后结束反应，以4000rpm离心分离，以去离子水洗涤沉淀三次，放入60℃烘箱中干燥。将干燥样品于N2气氛中400℃煅烧5h，得到NaYF4:Tm复合物。
2、稀土荧光材料表面氨基修饰将上述材料按实施例5中所述方法进行SiO2包覆，称取包覆后样品400mg，加入20ml异丙醇，超声分散1h，向体系中加入1.2ml APTES，反应3h。停止反应，以4000rpm离心分离，以去离子水洗涤沉淀三次，60℃干燥，得到氨基化修饰的稀土荧光材料。
3、环氧基修饰玻片制备取经铬酸洗液浸泡过夜并经充分水洗的洁净载玻片5片，置装有40ml 1％GPTS(3-glycidoxypropyl trimethoxysilane)乙醇溶液的直型染色缸中，室温摇动反应1小时，得环氧基化玻片。
4、校准基片的制备以环氧基化玻片为基片，以含2％十二烷基苯磺酸钠(SDS)和3％聚丙烯酸钠(PAA)的水溶液作为分散用表面活性剂，其他操作同实施例1，得到校准基片。
实施例7、用于定位使用的校准基片的制备将实施例5所得无机荧光材料，以含4％PEG8000和30％DMSO的水溶液为分散体系超声分散后，作为点样液，以Gene Machine点样仪点样于氨基化玻璃基片上，采用ScanArray 4000生物芯片扫描仪扫描基片，图像如图5，该基片可用于荧光生物芯片扫描仪确定扫描范围及扫描位置。
实施例8、浓度梯度校准基片的制备用含30％DMSO和5％甘油的水溶液做分散液配制实施例5所得荧光材料，浓度为12％，然后梯度稀释为9％、6.75％、5.06％、3.8％、2.85％、2.14％、1.6％、1.2％、0.9％、0.68％的悬浮液，超声分散后以Cartesian点样仪，直径为110μm的钢针在醛基基片上进行3个点阵的重复点样，基片扫描图像见图6，图中第1行为浓度为12％的样品点，2～12行分别为由低浓度到高浓度的荧光材料样品点，具体为0.68％、0.9％、1.2％、1.6％、2.14％、2.85％、3.8％、5.06％、6.75％、9％、12％的荧光材料样品点。
实施例9、聚乙烯醇(PVA)保护膜校准基片的制备为了提高样品于玻片表面的固定牢度，在实施例8所得校准基片上制备PVA保护膜。先配制0.2％PVA水溶液，将校准基片浸入数秒钟，提出，晾干。玻片外观光滑，轻微机械摩擦不会对样品点造成损坏。ScanArray 4000生物芯片扫描仪扫描图像如图7所示，图6、图7比较表明PVA保护膜的添加不会对校准点荧光信号强度及均一性产生明显影响。
实施例10、CaS:Eu校准基片的制备1、CaS:Eu的合成Eu(NO3)3溶液制备称Eu2O3于锥形瓶中，加入浓硝酸，电磁搅拌加热，溶解固体，蒸发过量的硝酸，得到粘稠状固体，加无水乙醇定容备用。
Na2S溶液的配制称取Na2S·9H2O，加入无水乙醇溶解，即得到Na2S溶液。
CaCl2溶液的配制称取CaCl2白色固体，加入无水乙醇溶解，形成均匀溶液即可。
向CaCl2溶液中加入前面配制好的Eu(NO3)3溶液混合均匀备用。
三口瓶中加入Na2S溶液200ml，通入氮气保护。剧烈搅拌下，用50ml注射器将50m1的Eu(NO3)3/CaCl2混合溶液快速注射入反应体系中，室温反应1h后以4000rpm离心分离样品，去离子水洗涤样品5次，60℃干燥过夜。将干燥后的固体样品置管式炉中，于N2气氛中700℃煅烧3h，得到粉红色固体粉末。
2、CaS:Eu校准基片的制备样品以1％PEG 8000水溶液分散后，用Gene Machine公司生产的点样仪点样到显微镜通用载玻片上，以ScanArray 4000生物芯片扫描仪的Cy3、Cy5通道扫描，扫描图像如图8所示。
实施例11、以PVA薄膜基片为基底材料的校准基片的制备1、PVA膜基片的制备将浓度为2％的PVA(聚合度为1750)水溶液旋涂于清洁载玻片表面，室温放置至干燥。
2、校准基片的制备将实施例5所得的表面包覆SiO2的稀土荧光材料分散于含10％甘油和1％PEG8000的水溶液中，按照实施例7的方法点样于PVA基片表面，60℃条件下固定3天得到校准基片。基片扫描图像如图9所示。
实施例12、以琼脂糖薄膜基片为基底材料的校准基片的制备1、琼脂糖薄膜基片的制备将浓度为1％的琼脂糖水溶液旋涂于清洁玻片表面，室温放置至干燥。
2、校准基片制备将实施例5所得的表面包覆SiO2的稀土荧光材料分散于含10％甘油和1％PEG20000的水溶液体系中，按照实施例7的方法点样于琼脂糖薄膜基片表面，60℃恒温箱中放置1天，得到固定好样点的校准基片。
实施例13、以PVA-琼脂糖复合薄膜基片为基底材料的校准基片的制备1、PVA-琼脂糖复合薄膜基片的制备将浓度为1％琼脂糖/2％PVA混合水溶液旋涂于清洁玻片表面，室温放置至干燥。
2、荧光材料表面包覆聚苯乙烯称取按实施例6中方法合成的稀土复合物100mg加入到装有20ml甲苯的三口瓶中，并加入0.1g十二烷基磺酸钠，超声分散0.5小时。将过氧化苯甲酰0.05g，苯乙烯0.5ml，二乙烯苯0.3ml加入三口烧瓶中，通N2，先机械搅拌15分钟，再油浴升温至80℃，缓慢搅拌反应过夜。反应结束后，将三口瓶静置降温，弃去上层清液，用1000rpm离心，先用乙醇洗涤，再用去离子水洗，60℃烘干待用。
3、校准基片制备将聚苯乙烯包覆的稀土复合物分散于含10％甘油和1％PEG6000的混合水溶液中，按照实施例7的方法点样于PVA-琼脂糖复合膜基片表面，50℃恒温箱中放置7天，得到固定好样点的校准基片。
实施例14、荧光材料为NaYbF4:Tm稀土共掺杂材料的校准基片制备1、NaYbF4:Tm稀土共掺杂材料室温法制备称取2.1g NaF固体粉末加入到反应瓶，并加入80ml的高纯水，超声溶解，电磁搅拌。分别取浓度为0.2M的YbCl3和TmCl3溶液6ml、3ml，混合均匀后快速注射入NaF水溶液中，室温搅拌反应1h后，以4000rpm离心分离，以去离子水洗涤沉淀三次，放入60℃烘箱中干燥。将干燥样品于N2气氛中400℃煅烧5h，得到NaYbF4:Tm复合物。
2、校准基片的制备按实施例5中所述方法对材料进行SiO2包覆、样品分散于含4％PEG2000和1％PVA的水溶液中，用旋涂仪在清洁玻璃基片表面旋涂成膜，厚度约20μm。干燥后，用丝网印刷技术在稀土材料薄膜表面用高分子热聚合型复合胶(如杜邦公司5036胶)进行印刷，80℃加热20分钟，得到直径为500μm规则排布的荧光校准点阵。
实施例15、荧光材料为NaYF4:Yb:Er稀土共掺杂材料的校准基片制备称取2.1g NaF固体粉末加入到反应瓶，并加入80ml的高纯水，超声溶解，电磁搅拌。分别取浓度为0.2M的YCl3、YbCl3和ErCl3溶液20ml、6ml、3ml，混合均匀后快速注射入NaF水溶液中，室温搅拌反应1h后，以4000rpm离心分离，以去离子水洗涤沉淀三次，放入60℃烘箱中干燥。将干燥样品于N2气氛中400℃煅烧5h，得到NaYF4:Yb:Er复合物。
按实施例5中所述方法对材料进行SiO2包覆，将包覆后样品分散于含4％PEG2000和30％DMSO的水溶液中，以Cartesian点样仪在氨基基片上进行点样制备校准基片。
实施例16、荧光材料为NaYF4:Yb:Ho稀土共掺杂材料的校准基片制备称取2.1g NaF固体粉末加入到反应瓶，并加入80ml的高纯水，超声溶解，电磁搅拌。分别取浓度为0.2M的YCl3、YbCl3和HoCl3溶液20ml、6ml、3ml，混合均匀后快速注射入NaF水溶液中，室温搅拌反应1h后，以4000rpm离心分离，以去离子水洗涤沉淀三次，放入60℃烘箱中干燥。将干燥样品于N2气氛中400℃煅烧5h，得到NaYF4:Yb:Ho复合物。
按实施例5中所述方法对材料进行SiO2包覆，将包覆后样品分散于含4％PEG2000和30％DMSO的水溶液中，以Cartesian点样仪在氨基基片上进行点样制备校准基片。
权利要求
1.一种用于荧光仪器校准测量的校准基片，是在玻璃基片上点设有无机荧光材料的阵列；所述无机荧光材料是稀土元素与稀土元素或非稀土元素掺杂形成的复合物。
2.根据权利要求1所述的校准基片，其特征在于所述复合物为CaS:Eu复合物，NaYF4:Yb:M复合物，NaYF4:M复合物或NaYbF4:M复合物，其中所述M为Tm，Er或Ho。
3.根据权利要求1或2所述的校准基片，其特征在于所述无机荧光材料表面还包覆有聚合物或无机物。
4.根据权利要求3所述的校准基片，其特征在于所述聚合物为聚苯乙烯；所述无机物为二氧化硅。
5.根据权利要求1或2所述的校准基片，其特征在于所述玻璃基片为空白玻璃基片或表面化学修饰的玻璃基片或表面涂有高分子膜的玻璃基片。
6.根据权利要求5所述的校准基片，其特征在于所述化学修饰基片为氨基化玻璃基片、醛基化玻璃基片、环氧基化玻璃基片或巯基化玻璃基片；所述表面涂有高分子膜的玻璃基片为聚乙烯醇薄膜玻璃基片、琼脂糖薄膜玻璃基片或聚乙烯醇—琼脂糖复合薄膜玻璃基片。
7.根据权利要求1或2所述的校准基片，其特征在于所述校准基片表面还涂覆有保护层。
8.根据权利要求7所述的校准基片，其特征在于所述保护层为聚甲基硅氧烷膜或聚乙烯醇膜。
9.权利要求1所述的校准基片的制备方法，包括如下步骤1)将稀土元素与稀土元素或非稀土元素掺杂形成的复合物分散于水溶液中；2)将复合物溶液以阵列形式排布于玻璃基片表面，得到校准基片。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于步骤1)所述复合物为CaS:Eu复合物、NaYF4:Yb:M复合物、NaYF4:M复合物或NaYbF4:M复合物，其中所述M为Tm、Er或Ho。
11.根据权利要求9或10所述的制备方法，其特征在于所述无机荧光材料表面还包覆有聚合物或无机物。
12.根据权利要求9或10所述的制备方法，其特征在于步骤1)所述水溶液含有0.1-10％的表面活性剂或高分子分散剂。
13.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于所述表面活性剂或高分子分散剂用量为0.1-5％。
14.根据权利要求13所述的制备方法，其特征在于所述表面活性剂为Tween-20、Triton-100、十二烷基苯磺酸钠中的一种或几种；所述高分子分散剂为PEG2000、PEG4000、PEG6000、PEG8000、PEG10000、PEG20000、聚乙烯醇、聚乙烯亚胺和聚丙烯酸钠中的一种或几种。
15.根据权利要求9或10所述的制备方法，其特征在于所述水溶液中还含有二甲基亚砜或甘油。
16.根据权利要求9或10所述的制备方法，其特征在于步骤2)所述玻璃基片为空白玻璃基片或表面化学修饰的玻璃基片或表面涂有高分子膜的玻璃基片。
17.根据权利要求16所述的制备方法，其特征在于所述化学修饰基片为氨基化玻璃基片、醛基化玻璃基片、环氧基化玻璃基片或巯基化玻璃基片；所述表面涂有高分子膜的玻璃基片为聚乙烯醇薄膜玻璃基片、琼脂糖薄膜玻璃基片或聚乙烯醇—琼脂糖复合薄膜玻璃基片。
18.根据权利要求9或10所述的制备方法，其特征在于步骤2)所述复合物溶液以阵列形式排布于玻璃基片表面的方法为微阵列点样仪点制法或用旋涂仪将复合物溶液旋涂于玻璃基片表面成膜，再用丝网印刷技术将其隔离为分隔点阵。
19.根据权利要9或10所述的制备方法，其特征在于所述校准基片还在表面涂覆有保护层。
20.根据权利要求19所述的制备方法，其特征在于所述保护层为聚甲基硅氧烷膜或聚乙烯醇膜。
全文摘要
本发明公开了一种用于荧光仪器校准测量的校准基片及其制备方法，目的是提供一种光学性质稳定、使用寿命长的校准基片。本发明所提供的校准基片，是在玻璃基片上点设有无机荧光材料的阵列；所述无机荧光材料是稀土元素与稀土元素或非稀土元素掺杂形成的复合物。其制备包括如下步骤1)将无机荧光材料分散于水溶液中；2)将无机荧光材料溶液以阵列形式排布于玻璃基片表面，得到校准基片。本发明校准基片不存在光漂白问题，使用寿命长；无机荧光材料在基片表面固定牢度高，基本不会机械擦伤基片，无需苛刻的保存条件。本发明用途广泛，可用于微阵列生物芯片扫描仪多通道检测、荧光显微镜、荧光光谱仪、微孔板仪等常用荧光光学仪器的校准和测试。
文档编号G01N21/27GK1588006SQ20041006932
公开日2005年3月2日 申请日期2004年7月16日 优先权日2004年7月16日
发明者葛玥, 杨文军, 赵淑英, 郭良宏, 程京 申请人:北京博奥生物芯片有限责任公司, 清华大学