[發(fā)明專利]多孔聚合物微球和功能復(fù)合聚合物微球及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910179127.3
• 申請日: 2009-09-29
• 公開（公告）號: CN102029133A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高振宇;趙唯宇
• 申請（專利權(quán)）人: 北京萬德高科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: B01J13/14
• 分類號: B01J13/14;G01N21/64
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 王旭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于納米聚合物材料領(lǐng)域，具體涉及多孔聚合物微球、功能聚合物復(fù)合微球及它們的制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

聚合物微球是一類重要的材料，其制備方法包括：(無皂)乳液聚合、細(xì)乳液聚合(miniemulsion?polymerization)、懸浮聚合、沉淀聚合及分散聚合等。其中(無皂)乳液聚合、細(xì)乳液聚合及分散聚合尤其適用于窄粒度分布的聚合物微球的制備。與(無皂)乳液聚合及細(xì)乳液聚合不同的是分散聚合反應(yīng)的起始反應(yīng)體系為均相體系。

具有磁性、熒光或兼具磁性熒光的功能聚合物微球在生物分析和檢測中具有廣闊的應(yīng)用前景。上述功能聚合物微球的制備方法主要包括：1)在聚合反應(yīng)體系中引入具有磁性或熒光的無機納米材料或有機小分子來獲得復(fù)合微球(J.Mater.Chem.，2007，17，2930和Dyes?and?Pigments，2009，82，134)；2)在聚合微球表面通過自組裝的方法獲得具有磁性、熒光或磁性一熒光的微球(Adv.Mater.1999，11，950和Nano?Lett.，2002，8，857)；3)通過溶脹聚合物微球?qū)晒夥肿迂?fù)載于聚合物微球中，具體見Luminex公司的熒光微球產(chǎn)品；4)利用多孔聚合物微球的孔道負(fù)載金屬鐵離子，再通過進(jìn)一步反應(yīng)，獲得磁性聚合物微球(Adv.Colloid?Interface?Sci.，1980，13，101和Prog.Polym.Sci.1992，17，87)，具體見Invitrogen公司的DynalMagnetic?Beads等產(chǎn)品。到目前為止，方法(1)和(2)還沒有形成商用產(chǎn)品，主要原因是通過方法(1)獲得的功能微球，其尺寸分布比較寬。而方法(2)的步驟多且操作繁瑣。盡管方法(3)和(4)已經(jīng)被利用生產(chǎn)商用生物分析試劑，但方法(3)只適用于負(fù)載有機熒光小分子，而通過方法(4)來獲得磁性微球，其步驟多，且操作過程復(fù)雜。

多孔聚合物微球的制備過程通常比較復(fù)雜，最為成熟的多孔微球制備方法是由Ugelstad在上個世紀(jì)80年代發(fā)展建立激活溶脹方法(activatedswelling?method)。該方法可以通過對微球種子的溶脹，實現(xiàn)具有單分散性微米級聚合物微球(beads)的制備，再通過致孔劑的使用來實現(xiàn)多孔聚合物微球的制備。

多孔微球的具有重要的用途，通過在微孔內(nèi)部對具有特殊性質(zhì)物質(zhì)的負(fù)載，可以獲得功能復(fù)合微球。比如利用激活溶脹方法制備的多孔聚合物微球已經(jīng)被用于復(fù)合磁性氧化鐵納米顆粒，獲得具有超順磁性的聚合物微球。具體做法是，先在多孔通道內(nèi)壁吸附二價金屬鐵離子，然后利用聚合物主鏈上的-NO₂或-ONO₂基團在加熱情況下氧化二價鐵離子，原位形成磁性氧化鐵納米顆粒。該方法的優(yōu)點是聚合物微球的粒度分布窄，缺點是聚合物微球的制備過程復(fù)雜，被負(fù)載的磁性納米顆粒的尺寸不易控制。

除了負(fù)載磁性納米材料外，多孔微球還可以負(fù)載熒光材料及催化劑。如有文獻(xiàn)報道利用多孔二氧化硅微球作為載體來制備功能復(fù)合微球。但多孔聚合物微球在文獻(xiàn)中鮮有報道。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：

本發(fā)明的目的之一是提供一種多孔聚合物微球的簡便制備方法。

本發(fā)明的目的之二是提供功能聚合物復(fù)合微球的制備方法。

本發(fā)明的目的之三是提供根據(jù)本發(fā)明方法制備的多孔聚合物微球和功能聚合物復(fù)合微球。

本發(fā)明的目的之四是提供兼具熒光和磁性性質(zhì)的微球在高通量生物分析中的應(yīng)用方法。

技術(shù)方案：

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案。

<1>一種多孔聚合物微球的制備方法，其特征是：通過由含有親水基團的自由基引發(fā)劑引發(fā)可自由基聚合的疏水性單體的分散聚合，制備多孔聚合物微球。

<2>根據(jù)<1>所述的多孔聚合物微球的制備方法，其特征是：所述含有親水基團的自由基引發(fā)劑是含有親水基團的偶氮類自由基引發(fā)劑或其鹽。

<3>根據(jù)<1>或<2>所述的多孔聚合物微球的制備方法，其特征是：所述親水基團是選自羧基、胺基、咪唑啉基團和脒基中的一種。

<4>根據(jù)上述任一項所述的多孔聚合物微球的制備方法，其特征是：所述的疏水性單體是含烯鍵的疏水性單體。

<5>根據(jù)<4>所述的多孔聚合物微球的制備方法，其特征是：所述含烯鍵的疏水性單體選自苯乙烯類單體，(甲基)丙烯酸酯類單體和乙烯基酯類單體中的一種或幾種。