[发明专利]一种极性种子溶胀法制备微米级磁性聚合物微球的方法

说明书

技术领域

本发明涉及到一种极性种子溶胀法制备微米级磁性聚合物微球的方法，具体的说是一种使用极性种子溶胀法制备微米级多孔聚合物微球及其向多孔聚合物微球内部引入磁性微粒的方法，首先制备单分散性的极性的颗粒物，以此颗粒物为种子粒子，利用它强烈的吸附能力，为带有双键的含羧基的或者可以转化为羧基的有机单体物质溶胀，制备成微米级多孔的微球粒子，进而利用微球粒子上的羧基吸附Fe²⁺/Fe³⁺混合阳离子原位共沉淀引入磁性微粒，制备出粒径大小均一的具有磁性的聚合物微球，属于有机无机复合材料制备领域。

背景技术

磁性聚合物微球是一类由有机聚合物和带有磁性的无机化合物共同构成的复合材料，并且多以球状形式存在，微球的直径在纳米至毫米级。粒径均匀的即单分散的磁性聚合物微球具有粒径分布均匀、在外磁场中迅速定向移动，如果在磁性微球表面再通过化学修饰结合上一系列不同的化学官能团及具有特异性的抗体、其它蛋白或者核酸分子，可应用于核酸纯化、细胞筛选、免疫分析、临床诊断等多个领域，磁性聚合物微球已经成为免疫医学、分子生物学等研究中十分有力的分离纯化工具。

磁性聚合物微球一般由两个主要部件构成，一个是磁性部分，主要是一类无机颗粒，比如铁、钴、镍等金属粒子，或者有软磁性的铁酸盐类的粒子，比如MFe₂O₄、γ-Fe₂O₃、M有比如Zn、Mg、Cu、Ca、Ba、Sr、Ni、Co、Mn等；磁性聚合物微球的另一个部分是聚合物，聚合物包裹在磁性微粒的外层，有代表性的是烯烃类、脲醛类的聚合物。

目前周知的磁性聚合物微球的制备方法在将无机颗粒部分和有机的聚合物部分先后组装起来，可以归结为下面的几种方法。

①物理包埋法。事先分别准备好磁性粒子和聚合物，将聚合物、磁性粒子采取物理的方法混合，然后造成球状形态。文献[Bahar T，Celebi S S.，Immobilization of Glucoamylase on Magnetic Poly(styrene)Particles，J Appl Polym Sci，1999，72，69～73]报道了将磁性粒子Fe₃O₄、聚苯乙烯、带醛基的聚合物同时分散于氯仿中，然后将含有聚合物和磁性粒子的溶液倒入到水相中，通过乳化复合成球形液滴，再蒸发掉氯仿溶剂，制备出磁性高分子微球。它的优点是简单，合成设备不复杂，不足是所得微球尺寸不容易控制，均匀性较差，应用受到限制。

②物理吸附法。与方法①有某些相似，也是事先分别准备好磁性粒子和聚合物，不同的是事先将聚合物制备成球状形态。专利[WO2003/004151]公开了这样的一种方法，将磁性粒子制备成分散性优良的液体形式，聚合物做成内部多孔的球形形态，两者相互接触，则磁性微球吸附到微球内部，同方法①相比，聚合物微球是事先制备好的，因此微球的大小和尺寸分布，以及微球内部的孔径分布都可以按照要求调控，并且简单易行，这种方法的缺点是无机的粒子和有机的聚合物之间的亲和力不好，聚合物的磁性还不强。

③化学包埋法。或者称为在磁性颗粒下的有机单体聚合法，由于现在有很多种聚合途径为人们熟练掌握，采用这种方法或者衍生出来的方法来制备聚合物微球多有报道，公开的聚合方法有悬浮聚合法、乳液聚合法、细乳液聚合法和分散聚合法。这类方法又可以细分为两种，一是聚合后成核，一是聚合前成核。

聚合后成核。文献[Li X H，Sun Z H，Synthesis of magnetic polymermicrospheres and application for immobilization of proteinase of balillussublitis，J Appl Polym Sci，1995，58，1991～1997]公布了一种在磁性流体存在下，利用分散聚合法制备包埋磁性颗粒的P(ST-HEMA)聚合物微球。他们首先用超声波将Fe₃O₄纳米颗粒分散在聚乙二醇(PEG)溶液中，使Fe₃O₄表面吸附PEG以提高粉体和单体以及引发剂的亲和性。将该分散液加入由ST、HEMA、KPS的乙醇/H2O体系中进行分散聚合。专利USP 5,976,426公开了类似的例子，在Fe₃O₄磁流体存在的情况下进行烯烃类单体的分散聚合，得到具有磁性的分散性良好的聚合物微球。