[發(fā)明專利]制備無機(jī)/有機(jī)復(fù)合微球的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010593883.3
• 申請日: 2010-12-17
• 公開（公告）號: CN102008925A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 常津;劉俊慶;宋濤;李云紅;張琦
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: B01J13/02
• 分類號: B01J13/02
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 王麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種可應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的復(fù)合材料，尤其是涉及一種通過高溫溶脹法制備的無機(jī)/有機(jī)復(fù)合微球的方法。

背景技術(shù)

近年來，生物醫(yī)學(xué)研究在功能基因分析、藥物篩選和臨床診斷等諸方面取得了令人矚目的成績。與此同時，隨著組合化學(xué)、天然產(chǎn)物化學(xué)以及基因組學(xué)的飛速發(fā)展，大量待篩選分析的化合物不斷涌現(xiàn)。如何從大規(guī)模、復(fù)雜的生物相關(guān)物質(zhì)的候選體系中高效快速地篩選出目標(biāo)物質(zhì)，以促進(jìn)生物醫(yī)學(xué)研究的發(fā)展，是目前生物分析技術(shù)面臨的巨大挑戰(zhàn)。

在Lam等于1991年提出的OBOC(One-Bead-One-Compound)篩選技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的懸浮陣列技術(shù)(Suspension?array?technology)，利用具有唯一編碼特征的微球作為反應(yīng)單元，檢測、篩選和分離均在同一個微球上快速完成；另外，根據(jù)實(shí)際篩選要求，還可以對微球的種類和粒徑進(jìn)行優(yōu)化。這些特點(diǎn)大大縮短了陣列制備(Array?preparation)時間、提高了陣列密度(Array?density)。更重要的是，隨著流式細(xì)胞儀技術(shù)，尤其是高通量流式細(xì)胞儀(High-through-put?flow?cytometry)技術(shù)的發(fā)展，懸浮陣列技術(shù)的檢測速度已經(jīng)高達(dá)10000個/s，使超高速多組分分析(Multiplexed?analysis)成為可能?；谝陨蟽?yōu)點(diǎn)，編碼微球得到了研究人員的廣泛關(guān)注，并且已經(jīng)開始應(yīng)于大規(guī)模的化合物篩選檢測上。

目前，編碼微球的制備方法主要包括：(1)層層自組裝法，將表面改性后的納米粒子與微球表面充分接觸，通過靜電吸附作用或化學(xué)鍵的形式使納米粒子吸附在載體微球表面，這種方法原理簡便，但在復(fù)雜的化學(xué)環(huán)境中納米粒子容易脫落；(2)共聚法，通過表面功能化使納米粒子帶有可聚合的不飽和鍵與單體進(jìn)行共聚，使納米粒子聚合到微球內(nèi)部，此種方法制備的編碼微球，納米粒子與微球之間以化學(xué)鍵的形式結(jié)合，能夠有效的避免在相關(guān)應(yīng)用中由于納米粒子泄漏而引起的信號不穩(wěn)定等問題，但在聚合過程中體系不穩(wěn)定，納米粒字易失活，而且納米粒子的加入可能會對微球的形貌和粒徑產(chǎn)生一定得影響，也限制了其應(yīng)用范圍。(3)常溫溶脹法，在常溫下將微球在溶有納米粒子的有機(jī)溶劑中溶脹，使納米粒子擴(kuò)散到微球內(nèi)部。這種方法能夠快速的編碼，且納米粒子分布較均勻，但同樣存在納米粒子易泄露的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的旨在提供一種準(zhǔn)確、高效的制備無機(jī)/有機(jī)復(fù)合微球的方法，重點(diǎn)解決復(fù)合微球中納米粒子泄露這一瓶頸問題，進(jìn)一步擴(kuò)展編碼微球在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域進(jìn)行多重生物分析、篩選的應(yīng)用。

本發(fā)明為一種制備無機(jī)/有機(jī)復(fù)合微球的新方法，與傳統(tǒng)的常溫溶脹法相比，高溫溶脹法是在較高溫度下使聚合物微球發(fā)生溶脹，之后存在一個逐漸升溫的過程，無機(jī)納米粒子的良溶劑逐漸揮發(fā)，促使納米粒子進(jìn)入微球內(nèi)部的較小孔隙中，最終降溫能有效地將納米粒子嵌入到微球內(nèi)部的多孔結(jié)構(gòu)中，成功的限制了納米粒子從微球中泄露出來，且提高了復(fù)合微球的穩(wěn)定性。制備的復(fù)合微球粒納米粒子分布均勻，粒徑均一，大小為1～100μm。

本發(fā)明所述的無機(jī)/有機(jī)復(fù)合微球的制備方法包括以下步驟：

1)將無機(jī)納米粒子和聚合物微球分散在溶脹劑和分散劑中，在40～60℃下溶脹，溶脹時間30～120min；

2)將步驟一的反應(yīng)體系升溫至140～240℃，并保溫至無溶脹劑回流；

3)待溶脹劑全部揮發(fā)，將反應(yīng)體系快速降溫，離心，洗滌后烘干，得到無機(jī)/有機(jī)復(fù)合聚合物微球。

所述的無機(jī)納米粒子，是指平均粒徑在1～100nm之間的金屬納米粒子、半導(dǎo)體納米晶粒子或磁性納米粒子中的一種或幾種的組合。

所述的無機(jī)納米粒子優(yōu)選Au、Ag、CdS、CdSe、CdTe、CdSe/CdS、CdSe/ZnS、CdSe/ZnSe、CdTe/ZnS、CdTe/CdS、CdTe/ZnSe、CdSeTe或Fe3O4其中的一種或幾種的組合。

所述的聚合物微球是具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)，交聯(lián)度5％～100％，且具有多孔或無孔結(jié)構(gòu)的高分子微球，粒徑為5～20μm。

所述的聚合物微球包括，聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚丙烯酸酯、聚苯乙烯或聚氯乙烯中的一種或幾種的組合。

所述分散劑為十六烷、十八碳烯中的一種或兩種。溶脹劑為三氯甲烷或環(huán)己烷中的一種或兩種。溶脹劑與分散劑的體積之比為1∶6～1∶1；

本發(fā)明的制備過程是優(yōu)選在氬氣保護(hù)下進(jìn)行。