[发明专利]一种介孔磁性高分子复合球及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种介孔磁性高分子复合球及其制备方法和应用，所述介孔磁性高分子复合球包括超顺磁性纳米颗粒和水溶性高分子包覆层，所述水溶性高分子包覆层包裹所述超顺磁性纳米颗粒，经乳化交联后，大量的所述超顺磁性的纳米颗粒紧密堆积形成球状，所述复合球具有介孔结构，本发明所述复合微球具有很高的磁含量和比饱和磁化强度，且制备条件温和，产品稳定性好，便于推广应用，可有效进行蛋白分离。

技术领域

本发明属于生物材料领域，涉及一种介孔磁性高分子复合球。

技术背景

超顺磁性纳米颗粒因其具有超顺磁性、良好的生物相容性、单分散性、粒径均一、表面易于功能化等特点，被广泛应用于磁共振显影、生物分离（细胞分离、蛋白分离等）、药物传递系统、磁热疗及基因治疗等生物医学方面。由于超顺磁性纳米颗粒的粒径很小，在用于生物分离时，在磁场作用下产生的磁作用力也很小，需要在很强的磁场下或作用很长时间才能达到较好的分离效果。目前，有部分研究者通过将超顺磁性纳米颗粒与聚合物混合制成复合微球，来增加其在磁场作用下产生的磁作用力，使分离效率得到了提高。

目前虽然有不少采用无机材料或高分子材料包裹超顺磁性纳米颗粒形成复合微球的报道，但由于包覆材料的遮蔽作用，使得复合微球的磁含量和比饱和磁化强度都较低，降低了其磁响应性，从而限制了其应用。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种介孔磁性高分子复合球，该复合微球具有很高的磁含量和比饱和磁化强度，且制备条件温和，产品稳定性好，便于推广应用。

本发明通过以下技术方案来实现：

一种介孔磁性高分子复合球，包括超顺磁性纳米颗粒和水溶性高分子包覆层，所述水溶性高分子包覆层包裹所述超顺磁性纳米颗粒，经乳化交联后，大量的所述超顺磁性的纳米颗粒紧密堆积形成球状，所述复合球具有介孔结构。在所述复合微球中水溶性高分子或其单体首先包裹超顺磁性纳米颗粒形成纳米小球，再由所述纳米小球紧密堆积成复合球，并经聚合物交联或单体聚合对复合球进行稳定，得到具有介孔结构的复合球。所述介孔结构不仅有利于提高复合球的磁含量和比饱和磁化强度，还可以为某些蛋白或活性因子提供相应的结合位点，从而将其用于相应物质的选择性吸附和分离。

作为可选方式，在上述介孔磁性高分子复合球中，所述水溶性高分子包覆层为羧化壳聚糖（CMCS）、壳聚糖、纤维素、聚丙烯酰胺中的至少一种，或以丙烯酸、丙烯胺、丙烯酸二甲氨基乙酯中的至少一种为单体形成的聚合物。

作为可选方式，在上述介孔磁性高分子复合球中，所述复合球的平均粒径范围为500~600nm，介孔的平均孔径为40~50nm。

作为可选方式，在上述介孔磁性高分子复合球中，所述超顺磁性纳米颗粒可以是四氧化三铁，γ-三氧化二铁等具有超顺磁性纳米粒子中的至少一种，还可以是掺有如锰，钴或锌等金属元素以提高比饱和磁化强度的铁氧磁性纳米粒子中的至少一种。

作为可选方式，在上述介孔磁性高分子复合球中，所述超顺磁性纳米颗粒为Fe₃O₄磁性纳米粒子，优选粒径为4nm～20nm。

作为可选方式，在上述介孔磁性高分子复合球中，所述复合球形状规整、粒径均匀、单分散性良好，比饱和磁化强度在60 emu g^-1以上，磁含量在85%以上，所述超顺磁性纳米颗粒均匀分布在所述介孔磁性高分子复合球中。