[發明專利]一種尺寸均一的分子印跡聚合物微球制備方法及應用

有效

• 申請號: 201010271470.3
• 申請日: 2010-09-03
• 公開（公告）號: CN102382247A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: 雷建都;馬光輝;蘇志國;耿立媛;寇星
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C08F222/14
• 分類號: C08F222/14;C08F212/36;C08J9/26;B01J20/285;B01J20/30;B01J20/28
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技術領域

本發明涉及功能高分子材料及生化分離、分析化學領域。更具體地說，涉及一種尺寸均一的分子印跡聚合物微球。

本發明還涉及上述分子印跡聚合物微球的制備方法。

本發明還涉及上述分子印跡聚合物微球的應用。

背景技術

分子印跡技術是一種新興的、有效的制備對目標分子具有預定選擇性的聚合物的技術，所制得的聚合物被稱為分子印跡聚合物(Molecularly?Imprinting?Polymers，通常簡寫為MIPs)。由于MIPs與目標分子或模板分子具有“鎖-鑰”關系，具有高選擇性和高強度(即耐熱、耐有機溶劑、耐酸堿)的優點，近年來得到快速發展，每年發表的文章和參與的研究人員幾乎以指數的速度增長。分子印跡聚合物已被廣泛應用于環境檢測、動植物食品檢測、抗體或受體模擬、生物傳感器等諸多領域，已顯示出良好的應用前景。

早期的分子印跡聚合物通常為塊狀，經研碎并過篩后得到，顆粒不規則、尺寸不均一，將其用于色譜分離時，分辨率低，并且容易引起色譜峰展寬、拖尾嚴重。用于固相萃取時，選擇性較低。而尺寸均一的球形分子印跡聚合物，選擇性高，不僅具有色譜分辨率較高的優點，而且在其它應用方面使用更方便(如固相微萃取)。

球形分子印跡聚合物微球的制備方法主要有分散聚合、沉淀聚合、種子溶脹懸浮和多步溶脹懸浮聚合、表面模板聚合、表面印跡等。其中分散聚合比較簡單，但得到的分子印跡聚合物微球單分散性差、尺寸不均一；種子溶脹懸浮聚合和多步溶脹懸浮聚合、表面模板聚合、表面印跡法制備得到的分子印跡聚合物微球的單分散性好、尺寸均一，但是制備過程繁雜、費時。沉淀聚合法難以制備幾微米以上較大粒徑的分子印跡聚合物微球，且模板分子用量大、浪費多、分子印跡聚合物產率低。粒徑在1-500μm的分子印跡聚合物微球有非常重要的應用，如作為固相萃取介質用于目標分子的選擇性吸附和萃取，作為色譜介質用于目標分子的分離和分析。因此有必要探索一種更為有效的粒徑在1-500μm之間的尺寸均一的分子印跡聚合物微球制備方法。

直接膜乳化法(direct?membrane?emulsification)^[1-5]，也稱常規膜乳化法，其操作方式是：在一定壓力下使分散相溶液(dispersed?phase)透過微孔膜進入連續相溶液(continuous?phase)中，形成乳液，由于微孔膜的膜孔比較均一，因此獲得的乳滴粒徑比較均一。采用的微孔膜可以是平板膜，也可以是管式膜。直接膜乳化法中，最典型的模式就是錯流膜乳化法(Cross-Flow?Membrane?Emulsification)^[6]。目前，關于直接膜乳化方法已有多篇文獻報道，但尚未用于分子印跡聚合物微球的制備中。

因此，本發明專利采用直接膜乳化法來制備粒徑均一性好的、粒徑為1-500μm之間的分子印跡聚合物微球。

發明內容

本發明的目的在于制備一種球形分子印跡聚合物微球，其粒徑分布窄，按下式計算的粒徑分布系數不大于20％：

C.V.＝{[∑(di-d)²/N]^1/2/d}×100％

式中，C.V.代表粒徑分布系數；di代表各個微球的直徑；d代表微球的數均平均粒徑，d＝∑di/N；N為用于計算粒徑的微球數量，且N≥200個。

本發明的又一目的在于提供上述分子印跡聚合物微球的制備方法。

為實現上述目的，本發明提供的分子印跡聚合物微球，平均粒徑在1～500μm之間。

上面所述的分子印跡聚合物微球的制備方法，主要步驟如下：

①配制分散相溶液，由功能單體、模板分子、致孔溶劑、交聯劑、引發劑組成的混合溶液，超聲脫氣3～10min，通入氮氣5～60min；

②配制連續相溶液，將分散劑加入水中，超聲脫氣3～10min，通入氮氣5～60min；

③將分散相溶液在一定壓力下通過親水性微孔膜的膜孔進入連續相溶液中，形成粒徑均一的乳液；然后將乳液轉移到反應器中，輕微攪拌，攪拌速度優選50-240rpm，在氮氣保護下，乳液經交聯聚合得到聚合物微球；

④將③得到的聚合物微球進行沖洗，以除掉微球中的模板分子和未反應的功能單體，便得到分子印跡聚合物微球。

上面所述的分子印跡聚合物微球的制備方法中，聚合反應可以紫外引發聚合，紫外引發時的溫度，優選0-4℃；聚合反應也可以高溫引發聚合，聚合溫度優選40-60℃。