[發明專利]一種水分散磁性高分子微球及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 200710029622.7
• 申請日: 2007-08-03
• 公開（公告）號: CN101130606A
• 公開（公告）日: 2008-02-27
• 發明（設計）人: 胡繼文;趙發寶;劉志雷;孫建平
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州化學研究所
• 主分類號: C08J3/12
• 分類號: C08J3/12;C08L53/00;C08F287/00;C08K3/22;H01F1/42;C08K13/02;C12N11/08;A61K47/32
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司
• 代理人: 裘暉

技術領域

本發明屬于高分子材料技術領域，特別涉及一種水分散磁性高分子微球及其制備方法和應用。

背景技術

磁性高分子微球兼具高分子的眾多特性和磁性物質的磁響應性，一方面可通過分子間作用力結合酶、細胞和抗體等生物活性物質而且磁性材料外部包裹生物高分子，從而增強了生物相容性，另一方面可對外加磁場表現出強烈的磁響應性，因此，它被用做酶、細胞、藥物等的載體廣泛地應用到了生物醫學、細胞學和生物工程等領域。另外在工業過程如分離純化中也有廣泛的用途。

細胞分離，磁性微球作為不溶性載體，在其表面接上具有生物活性的吸附劑或其它配體(如抗體、熒光物質、外源凝結素等)活性物質，利用它們與指定細胞的特異性結合，在外加磁場的作用下將細胞分離、分類以及對其種類，數量分布進行研究。它們具有特異性好，靈敏度高，準確性好的優點，這種細胞分離技術在醫療臨床診斷上有廣范的應用。固定化酶，作為酶的固定化載體，磁性高分子微球有利于固定化酶從反應體系中分離和回收，還可以利用外部磁場控制磁性材料固定化酶的運動和方向，從而代替傳統的機械攪拌方式，提高固定化酶的催化效率。磁性高分子微球作為酶的固定化載體還具有以下優點：固定化酶可重復使用，降低成本；可以提高酶的穩定性，改善酶的生物相容性、免疫活性、親疏水性；分離及回收酶的操作簡單，適合大規模連續化操作。靶向藥物，通過對磁性微球表面功能化，作為藥物載體，在外加磁場的作用下，將藥物載至預定區域，實現靶向給藥技術，提高藥物的效用，減少其毒副作用。

磁性高分子微球除用于以上領域外，還可用于親和色譜，以及作為有機合成的固相載體等領域。此外，它也可以作為有機一無機復合填料，應用于磁性塑料和磁性橡膠領域。

從目前研究的情況看，磁性高分子微球一般為核殼式結構：由金屬氧化物(如鐵、鈷、鎳等氧化物)組成核，高分子材料組成殼層；或者將高分子材料作為核，磁性材料作為殼層；除此之外，也可做成夾心結構，即外層、內層為高分子材料，中間層為磁性材料。就其制備方法而言，主要有包埋法和單體聚合法。

包埋法是將磁性粒子分散于高分子溶液中，通過霧化、絮凝、沉積、蒸發等手段得到磁性高分子微球；如Josephson.USP?4672040所述。一般而言，包埋法得到的磁性微球其磁性粒子(磁核)與外殼層的結合主要通過范德華力(包括氫鍵)；磁粒表面的金屬離子與高分子鏈的螯合作用以及磁性粒子表面功能基與高分子殼層功能基形成的共價鍵。利用包埋法制備磁性微球，方法簡單，但所得的粒子粒徑分布寬，形狀不規則，粒徑不易控制，殼層中難免混雜一些諸如乳化劑之類雜質，用于免疫測定，細胞分離等領域會受到很大的限制。單體聚合法是在磁性粒子和單體存在下，加入引發劑、穩定劑等聚合而成的核殼式磁性高分子微球。迄今為止，單體聚合法合成磁性微球的方法主要有：懸浮聚合、分散聚合、乳液聚合(包括無皂乳液聚合、種子聚合)等。Tricot等人在USP?4339337中，在油溶性引發劑、懸浮穩定劑和磁粉共存的條件下，制得了粒徑范圍為0.05mm～3mm的磁性高分子微球。Margel等在USP?4783336中利用懸浮聚合，制得了粒徑范圍為0.03μm～80μm的磁性聚丙烯醛類微球。在JP62204501中Tsuruta首先制得了磁流體、單體、引發劑、分散劑的懸浮液，在攪拌的同時施加低頻超聲波分散，然后聚合得到粒徑范圍為0.1至數十個微米的磁性高分子微球，其粒徑大小隨超聲波的頻率而變化。Daniel等在USP4358388中采用微懸浮聚合得到了粒徑范圍為0.03μm～5μm的憎水磁性高分子微球，但所得磁性微球中的磁性無機微粒傾向于遷移至微球的四周。Charmot等在USP?5356713中同樣采用微懸浮聚合合成了粒徑范圍為0.05μm～10μm的憎水交聯復合磁性微球。在該發明中，磁性微粒集中于復合磁性微球的內部，殼體幾乎不含磁性微粒。但所得微球中仍有大于10％的不含磁粉的“空白”微球，需要在磁場下加以分離。其優點是方法簡單可以制備大粒徑的微球，其缺點是所制備的微球的單分散性差，磁性不均勻，有可能有磁介質裸露的現象。