[发明专利]一种粒径均一的磁性微球的制备方法

说明书

本发明提供一种粒径均一的磁性微球的制备方法，所述磁性微球包括聚合物微球内核和磁性材料层，所述制备方法由两个步骤组成；步骤一是聚合物微球内核的制备，步骤二是粒径均一的磁性微球的制备。本发明通过采用具有内核高交联度‑壳层低交联度或零交联的聚合物微球作为模板，以共沉淀法在聚合物微球表面沉积磁性材料层可以制备粒径均一、高磁性材料载量的磁性微球。本发明涉及的制备过程和工艺简单，所得磁性微球的磁性材料含量高，磁响应速度快，并且粒径均一，粒径可调节范围宽，制备过程中不含无附着的游离的氧化铁纳米颗粒，无需后续繁琐的洗涤纯化过程。

技术领域

本发明涉及微球合成技术领域，尤其涉及一种粒径均一的磁性微球的制备方法。

背景技术

磁性微球是指尺寸在亚微米至微米级别、具有磁响应性的复合材料微球，一般由磁性材料部分和非磁性材料部分组成，磁性材料部分一般为Fe₃O₄或γ-Fe₂O₃，或其他类型的铁氧体材料，非磁性材料包括有机材料或无机材料。

磁性微球在体外诊断试剂或生物样品提纯中有广泛的应用，因为磁分离具有分离方式简单、分离速度快、易于实现自动化和高通量处理样品的优点。在体外诊断应用中，对磁性微球的粒径均一性、磁响应速度等有较高的要求，只有粒径均一、磁响应速度足够快、悬浮时间足够长的磁性微球才能保证诊断过程的稳定性和准确性。

磁性微球的常见制备方法有三种，第一种是先制备磁性材料内核，然后在其表面包覆有机或无机材料，形成核壳式结构；第二种是先制备非磁性的微球材料，然后以其为内核在表面或内部沉积磁性材料层，最后在磁性材料层上包覆有机或无机材料，形成核-层-壳的“三明治”结构；第三种是将磁性材料和非磁性材料混合均匀，然后通过一定的方式制备成球，非磁性材料部分一般为有机聚合物材料。

WO2005015216A1公开了一种利用内部具有多孔结构的聚合物微球做为模板，在内部沉积磁性氧化铁纳米颗粒的方法。此方法中，聚合物微球内部具有多孔结构，孔道内壁修饰有可以结合磁性材料的化学基团，磁性材料的化合物前体被吸入微球内部后在碱性和加热条件下水解、成核、结晶形成磁性材料。此方法得到的磁性微球具有磁性材料载量高，且磁性材料均匀分布在聚合物微球内部、不易掉落等优点，但此方法用以制备多孔聚合物微球的种子溶胀法步骤较多、工艺复杂，并且形成的磁性微球表面孔道需要在后续包覆过程中充分地填充、封闭，以避免孔道的存在影响后续的应用，因此对表面聚合物包覆工艺的要求也较高。

US007732051B2公开了一种利用外部机械力将磁性材料颗粒以非化学键的方式固定在聚合物微球表层的方法。此方法中，磁性材料颗粒预先和聚合物微球混合均匀，然后借助机械设备在混合物外部施加强力使磁性材料颗粒被挤入聚合物微球表层内。此方法利用的设备和工艺在一般化学或材料实验室中较难获得。

CNl468898A公开了一种利用微悬浮聚合法制备磁性微球的方法。此方法中，疏水化的磁性氧化铁纳米颗粒和油性聚合物单体预先混合均匀，然后再滴加入含有表面活性剂的水相中分散成液滴，聚合反应在液滴中进行的同时将磁性氧化铁颗粒包覆其中形成磁性微球。此方法简便易行，但是磁性材料在聚合物基质中的分布不均，并且形成的聚合物微球粒径不均一，难以得到粒径均一的磁性微球。

中国专利CN 108129614 A一种磁性微球及其制备方法和应用，先合成一个乳胶母球，然后在表面上通过原子转移自由基聚合接枝刷状聚合物，结构上为明显的两层结构，合成步骤较多，合成对无氧条件要求较高。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供一种简便的制备磁性微球的方法，制得的磁性微球粒径均一，微球结构上为内部交联度较高、壳层交联度较低的梯度结构，没有明显的两层结构。本制备方法在一个反应中连续加料，中间没有清洗过程，没有苛刻的除氧条件，操作简单方便。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案是，一种粒径均一的磁性微球的制备方法，所述磁性微球包括聚合物微球内核和磁性材料层，所述制备方法由两个步骤组成；