[发明专利]用于产生磁性单分散聚合物颗粒的改进方法

说明书

本文公开了用于产生磁性聚合物颗粒的简化方法，所述方法包括以下步骤：(a)提供具有以下组分的组合物，自由基可聚合的液体单体，可溶于所述单体中的自由基引发剂，空间稳定剂，和在与所述单体可混溶的载体流体中包含表面活性剂涂覆的胶体磁性颗粒的铁磁流体；(b)从与所述单体不可混溶的极性溶剂和步骤(a)的组合物制备乳液；(c)将种子聚合物颗粒加入所述乳液，混合以形成接种的乳液并孵育所述接种的乳液，由此溶胀所述种子聚合物颗粒；(d)活化所述自由基引发剂并在溶胀的种子聚合物颗粒中聚合所述单体；由此产生所述磁性聚合物颗粒。作为该方法的结果，可以提供单分散磁性颗粒。该颗粒特征在于磁性材料的均匀分布以及不存在磁铁浸出。

本公开涉及从聚合物种子颗粒开始制备单分散聚合物颗粒。本文公开了用于产生磁性聚合物颗粒的简化方法，所述方法包括以下步骤：(a)提供具有以下组分的组合物，自由基可聚合的液体单体，可溶于所述单体中的自由基引发剂，空间稳定剂，和在与所述单体可混溶的载体流体中包含表面活性剂涂覆的胶体磁性颗粒的铁磁流体；(b)从与所述单体不可混溶的极性溶剂和步骤(a)的组合物制备乳液；(c)将种子聚合物颗粒加入所述乳液，混合以形成接种的乳液并孵育所述接种的乳液，由此溶胀所述种子聚合物颗粒；(d)活化所述自由基引发剂并在溶胀的种子聚合物颗粒中聚合所述单体；由此产生所述磁性聚合物颗粒。作为该方法的结果，可以提供单分散磁性颗粒。该颗粒特征在于磁性材料的均匀分布以及不存在磁铁浸出。磁性颗粒得到广泛使用，例如用于选择性细胞分离和用于微生物学和分子生物学中的免疫磁性分离。

背景

所谓“连续接种乳液聚合”技术是聚合物颗粒的活化溶胀的方法。重要的是，该方法允许制备可预测大小为直径1至100 µm的单分散球形珠(Ugelstad J.等人, BloodPurif.11 (1993) 349-369)。聚合物颗粒可以从许多不同的单体材料制备，并且具有各种形态，包括大孔结构。WO 2000/61647公开了用于制备单分散聚合物颗粒的方法，所述单分散聚合物颗粒通过使单体与包含单分散可溶胀种子聚合物/低聚物的水分散体接触且在空间稳定剂存在的情况下引发聚合而形成。所得溶胀的种子颗粒特征在于颗粒模式直径。

多孔珠形成包含磁性氧化铁作为小颗粒(例如存在于珠的孔体积中)的可磁化单分散聚合物颗粒的基础。为此，WO 2000/61647提到用磁性涂层涂覆单分散聚合物颗粒作为溶胀和聚合步骤后的后续步骤的概念。但是，US 4,707,523具体公开了制备单分散聚苯乙烯微粒。在一个示例性方法中，通过在包含水、环己烷、苯乙烯、二乙烯基苯、苯甲酰基过氧化物和十二烷基硫酸钠的搅拌乳液中溶胀聚苯乙烯种子颗粒而使所述种子颗粒生长至较大大小。在允许溶胀发生的特定量时间之后，升高混合物的温度，由此开始聚合过程，所述聚合过程再发生一定量时间。所得聚苯乙烯微粒随后用浓H₂SO₄/HNO₃硝化，由此用-NO₂(硝基)基团官能化聚合物。此类官能化的聚合物颗粒最后在HCl存在的情况下与Fe粉反应，由此用硝基使铁氧化。反应导致氧化铁沉积于聚苯乙烯微粒的表面上以及颗粒中可存在的孔的可及表面上。值得注意的是，US 4,707,523的方法由三个分开的主要步骤构成 - (i)生成单分散颗粒，(ii)硝化所述颗粒，和(iii)金属氧化物沉积。硝化步骤需要使用侵蚀性化学品，因此需要相当复杂的设备用于较大规模的安全常规合成。

EP 1 391 899 A1公开了用于产生磁性聚合物颗粒的另一种方法。首先，提供了疏水性聚合物颗粒如聚苯乙烯颗粒的粉末，其可以通过连续接种乳液聚合方法的方式作为单分散聚合物颗粒而获得。该文献公开了形成胶体分散体(所述分散体包含提供的颗粒)、进一步细分磁性材料(例如，铁磁流体的形式)和能够渗透聚合物颗粒的非极性有机溶剂的第一步骤。因此，将所述成分混合以形成胶体分散液，其孵育导致疏水性粉末的溶胀。在溶胀期间，所述聚合物颗粒吸入磁性材料。在后续步骤中，去除非极性有机溶剂，例如通过蒸发或萃取的方式，由此导致捕获磁性材料的聚合物颗粒。值得注意的是，EP 1 391 899 A1公开了可能需要重复进行该方法。因此，该方法可能需要进一步的努力，以实现以期望的量和/或期望的再现性摄取磁性材料。