[發明專利]一種尺寸均一的分子印跡聚合物納微球制備方法及應用

有效

• 申請號: 201010271478.X
• 申請日: 2010-09-03
• 公開（公告）號: CN102380359A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: 雷建都;馬光輝;蘇志國;寇星;耿立媛
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: B01J20/285
• 分類號: B01J20/285;B01J20/28;B01J20/30;B01D15/08;A61K9/14;A61K47/32;A61K47/36
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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納微球。

本發明還涉及上述分子印跡聚合物納微球的制備方法。

本發明還涉及上述分子印跡聚合物納微球的應用。

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、藥物載體等諸多領域，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、種子溶脹懸浮和多步溶脹懸浮聚合、表面模板聚合、表面印跡等方法主要適于制備粒徑在5-100μm之間的分子印跡聚合物微球。沉淀聚合法能夠制備200nm-10μm之間分子印跡聚合物微球，但沉淀聚合法制備分子印跡聚合物的過程中，模板分子用量大、浪費多，并且分子印跡聚合物產率低。而200nm-10μm之間的分子印跡聚合物具有重要的用途，如：1-3μm的分子印跡聚合物微球可用作超高效液相色譜固定相；200nm-1μm之間的分子印跡聚合物比表面積大，用作目標分子吸附時具有高的吸附容量；此外，200nm-10μm之間的分子印跡聚合物可用作藥物載體。因此有必要探索一種更為有效的粒徑均一分子印跡聚合物納微球制備方法。

預混膜乳化法(premix?membrane?emulsification)^[1-4]，也稱快速膜乳化法，它能夠制備幾百納米至100微米之間的微球，其操作方式是：首先使用傳統的攪拌器將兩種不互溶的液體混合制成平均粒徑較大并呈多分散的初乳液，然后在一定壓力下令初乳液透過微孔膜，利用膜孔的篩分破碎作用將大液滴打碎為粒徑更小、分布更窄的小液滴。

本發明專利采用快速膜乳化法來制備粒徑為200nm-100μm之間的均一性好的分子印跡聚合物納微球。

發明內容

本發明的目的在于制備一種分子印跡聚合物納微球，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代表各個納微球的直徑；d代表納微球的數均平均粒徑，d＝∑di/N；N為用于計算粒徑的納微球數量，且N≥200個。

本發明提供的分子印跡聚合物納微球，平均粒徑在200nm到100μm之間。

上面所述的分子印跡聚合物納微球的制備方法，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將分散相與連續相混合得到初乳液；

④將③制得的初乳液在預定壓力下通過親水性微孔膜以得到粒徑均一的乳液，然后在氮氣保護下，乳液經交聯聚合得到聚合物納微球；

⑤將④得到的聚合物納微球進行沖洗，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納微球。

上面所述的分子印跡聚合物納微球制備方法中，模板分子、功能單體、交聯劑的摩爾比為1∶1～8∶2～50。

上面所述的分子印跡聚合物納微球制備方法中，功能單體是甲基丙烯酸、丙烯酰胺、4-乙烯基吡啶、2-乙烯基吡啶、苯乙烯、環糊精、甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、N-異丙基丙烯酰胺、甲基丙烯酸羥乙酯或甲基丙烯酸-N，N-二甲氨基乙酯。