[发明专利]基于喷雾干燥法制备的超亲水磁性微球

说明书

本发明涉及一种基于喷雾干燥法制备的超亲水磁性微球。利用喷雾干燥器将混合液喷雾后形成雾滴，所述雾滴经干燥后形成磁性颗粒；其中，所述混合液包括磁性胶体(或添加部分硅溶胶)和聚合物相，所述聚合物相包括亲水性高分子和水；所述喷雾干燥器的进风温度为100～200℃，出风温度为50～100℃；然后在交联剂的作用下，将所述磁性颗粒经过交联固化后形成超亲水磁性微球。该磁性微球可用于分离和检测生物分子核酸等。本发明的磁性微球亲水性非常好，微球表面具有大量的羟基。微球的粒径选择很广泛，从1微米到50微米；喷雾干燥器使用方便，工艺路线简单，产量大，环境友好。

技术领域

本发明涉及一种功能高分子微球制备领域，尤其涉及一种基于喷雾干燥法制备的超亲水磁性微球。

背景技术

喷雾干燥是系统化技术应用于物料干燥的一种方法，于干燥室中将稀料经雾化后，在与热空气的接触中，水分迅速汽化，即得到干燥产品。该法能直接使溶液、乳浊液干燥成粉状或颗粒状制品，可省去蒸发、粉碎等工序。

近年来，随着IVD行业的发展，作为固相载体的磁性微球也在飞速发展。磁性微球可以在外磁场的作用下迅速分离，这就使得我们可以利用这个固相载体来达到很多目的，比如在固相载体的表面修饰可以偶联生物分子的活性基团。这在核酸提取、基因测序、细胞分离、免疫分析、固定化酶、手性分离等生命科学研究领域获得日益广泛的应用。生物磁分离技术所面临的关键问题在于保证所使用的磁分离材料的生物相容性、磁响应性、超顺磁性，以保证生物分离过程的高效性、重现性和可控性。

磁性微球的制备方法有很多种，大多都是经过一系列的化学合成反应，如乳液聚合、分散聚合等。但是这些方法都有一定的局限性：如合成过程会使用大量的有机溶剂，如中国专利CN100554286C中公开的技术；此外还需要高温高压的反应条件，如论文“王晨，多元醇法中改变反应物混合方式调控磁球粒径及其机理研究[D].上海：上海交通大学”中公开的技术；另外在合成过程中产生大量的废气和废液等，环境不友好。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种基于喷雾干燥法制备的超亲水磁性微球，其聚合条件温和，无需使用大量有机溶剂，工艺简单，具有良好的亲水性及生物相容性，粒径可调节，表面富含活性基团。

为实现上述技术目的，本发明采用以下技术方案：

一种喷雾干燥法制备超亲水磁性微球的方法，包括以下步骤：

利用喷雾干燥器将混合液喷雾后形成雾滴，雾滴经干燥后形成粒径为1～50μm的磁性颗粒；其中，混合液包括磁性胶体、硅溶胶和聚合物相，聚合物相包括亲水性高分子和水；喷雾干燥器的进风温度为100～200℃，出风温度为50～100℃；

然后在交联剂的作用下，将磁性颗粒经过交联固化后形成超亲水磁性微球，超亲水磁性微球的亲水角为5-45°。

进一步地，喷雾干燥器中，混合液的流速为50mL/s以下。

进一步地，喷雾干燥法为压力喷雾干燥法、离心喷雾干燥法或气流式喷雾干燥法。

进一步地，混合液中，磁性胶体占亲水性高分子质量分数的10wt％-60wt％；硅溶胶占亲水性高分子质量分数的0wt％-20wt％。

进一步地，利用化学共沉淀的方法制备磁性胶体。

进一步地，磁性胶体包括多个磁性微球，磁性微球具有铁磁性或者超顺磁性。

进一步地，亲水性高分子为聚乙烯醇或聚丙烯酰胺。

进一步地，亲水性高分子的分子量为48000-220000。

进一步地，交联剂的质量为亲水性高分子质量分数的0.5％-10％。

进一步地，聚合物相含有3wt％-10wt％的亲水性高分子。