[发明专利]一种磁性复合微球其制备方法及用途

说明书

技术领域

本发明属于复合高分子功能材料技术领域，涉及一种磁性复合微球其制备方法及用途。

背景技术

磁性高分子微球是由无机Fe₃O₄等磁性材料和有机聚合物复合而成，其功能的多样性和易控性已引起了人们的普遍关注。这类功能材料具有高分子材料的性质，通过聚合单体的选择，易实现其功能性的调整，如亲水性和疏水性以及生物兼容性等；而表面存在的反应性功能基团，能够结合生物活性分子，因而在固定化酶、细胞分离和靶向药物等方面有着广泛的应用前景。

目前制备聚合物磁性微球的方法主要有高分子包埋法，单体聚合法和原位法，其中单体聚合法是在磁性粒子和有机单体存在的条件下，采用不同的聚合方式(悬浮聚合，分散聚合和乳液聚合等)，在引发剂作用下聚合制备高分子磁性微球。与包埋法相比，单体聚合法合成磁性聚合物微球的大小尺度易控制，且球形规整。利用原位法制备高分子磁性微球，微球的磁响应性较弱，且工艺过程复杂，实用性较低。美国专利4339337公开了一种悬浮聚合制备磁性聚合物微球的方法，是将亲油化处理的磁性Fe₃O₄微粒和亲油性烯类单体及油性引发剂组成的油相分散在含表面活性剂的水相中，形成水包油型悬浮液，加热引发聚合形成磁性聚合物微球，但得到的微球Fe₃O₄含量低(0.8-2.7％)，磁性弱，均质性差。

国内与本发明相近的微悬浮聚合法(CN1566169A)是用油酸类表面活性剂包覆Fe₃O₄微粒后分散于苯乙烯中形成磁流体，磁流体与二乙烯苯和油性引发剂过氧化苯甲酰混合，滴加到含有十二烷基硫酸钠和十六醇乳化剂的水溶液水相中，先引发聚合反应一段时间后，再滴加甲基丙烯酸等功能性单体与水溶性引发剂过硫酸钾溶液，再次进行聚合反应(二次聚合)，形成复合微球。分析上述制备过程和实验可知，该发明存在一些不足：(1)采取二次引发聚合，制备程序多，过程长。(2)所制备的磁性微球比表面甚小，缺少特异的功能性基团，不利于在生物医学、特别是在固定化酶及细胞分离等领域的应用。专利CN1105741C提供了网式筛板振动悬浮聚合反应装置，该装置中包括聚合反应常规装置中的反应釜、油相储罐和水相储罐外，还配装了分散塔，设备复杂。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种含环氧基团磁性复合微球其制备方法及用途，其具体技术方案为：

一种磁性复合微球，磁性复合微球自身有活性环氧基团，所述环氧基团含量在0.1-2.0mmol/g范围，磁性复合微球直径在50-150nm，磁性复合微球球形规整，Fe₃O₄纳米粒子被包裹于聚合物的网络结构中，Fe₃O₄在微球中的含量为20-70％，比饱和磁化强度在20-60emu/g范围。

一种磁性复合微球的制备方法，包括以下步骤：

将0.4-2g的甲基丙烯酸缩水甘油酯与0.8-8.0g的交联剂和0.1-1.0g引发剂以及0.5-5g的四氧化三铁纳米磁粉分散在100ml-500ml极性溶剂中，超声使其混合均匀后，转移至装有分馏柱、冷凝管及接液瓶的反应装置中，缓慢加热至溶液沸腾保持恒温，溶液逐渐变混浊并开始蒸出溶剂，控制聚合时间在1～4h停止反应，所得磁性复合微球在磁场中与溶剂分离，用四氢呋喃、丙酮、无水乙醚各洗3次，在室温下真空干燥箱内干燥。

进一步优选，所述的交联剂为二乙烯基苯或二甲基丙烯酸乙二醇酯，或两种交联剂相互混合获得的混合交联剂。

进一步优选，所述两种交联剂相互混的质量比为1∶1-1∶4。

进一步优选，所述的极性有机溶剂为乙腈、甲酰胺或乙醇。

进一步优选，所述的引发剂为偶氮二异丁腈或过氧化二苯甲酰。

本发明所述磁性复合微球在生物分子的分离和固定化中的应用。