[發明專利]具有間隔臂的納米級羧化聚苯乙烯微球及制備方法

無效

• 申請號: 201110406168.9
• 申請日: 2011-12-08
• 公開（公告）號: CN102492075A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 王冬梅;徐亮;趙海峰
• 申請（專利權）人: 天津醫科大學
• 主分類號: C08F212/08
• 分類號: C08F212/08;C08F220/06;C08F2/26;C08F8/34;C08F8/32;C08J7/12
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 王麗

技術領域

本發明屬于新型納米材料制備領域，主要涉及一種具有間隔臂的納米級羧化聚苯乙烯微球及制備方法。

背景技術

高分子微球由于具有球形度好、尺寸小、比表面積大和表面易于通過共聚、改性等方式賦予多種功能基團等特點，在醫療和醫學、生物化學和新型材料等領域具有非常廣泛的應用。特別是應用在生物科學領域，對臨床診斷，檢驗，免疫技術，細胞學等的研究具有重要意義(江兵兵，張洪濤，分散聚合法制備微米級聚苯乙烯微球[J]膠體與聚合物，2000，18(4)：31)自從70年代以來，眾多的研究者已經開發出乳液聚合、微乳液聚合、分散聚合和懸浮聚合等多種行之有效的微球制備方法。乳液聚合是進行微球設計和合成的主要手段之一，可以制備得到粒徑小于0.5μm且分布均勻的單分散型微球。可以很好的適應多種需求。

苯乙烯是一種常見的有機單體，價廉易得，同時具有很成熟的制備工藝，可以通過控制制備條件得到不同粒徑的聚苯乙烯微球。但是由于苯乙烯中苯環的反應活性低，且對生物大分子具有很強的非特異性吸附作用，限制了聚苯乙烯微球在生物科學領域的應用。通過將苯乙烯與其他有機單體共聚的方法可以在微球的表面引入反應活性強的基團，提高共聚微球的反應活性和應用范圍，同時也能克服苯乙烯的非特異性吸附作用。陳建定等人采用苯乙烯和丙烯酸共聚的方法制備了羧基化聚苯乙烯微球(公開號CN?1793187A)，在聚苯乙烯微球的表面引入了羧基基團。王娟等采用苯乙烯與聚乙二醇200二甲基丙雙烯酸酯交聯共聚的方法，制備得到了粒徑在3μm左右，表面富集羥基的聚苯乙烯微球(公開號CN?1603348A)。這些活性強的基團的引入，大大增加了聚苯乙烯微球的反應活性，可以在其表面偶聯蛋白質等生物大分子。呂軍等在羧基化聚苯乙烯微球的表面交聯C反應蛋白的抗體(申請號201010192601.9)，用于醫學免疫檢測。

蛋白質等生物大分子由于具有很大的分子量以及一定的空間結構，因此都具有較大的分子體積。在以微球為載體的表面偶聯生物大分子時，必然會造成一定的空間位阻，從而影響生物大分子的偶聯率和生物活性。以上研究所制備的各種粒徑和具有不同表面基團的聚苯乙烯微球都不能克服這種缺陷。

發明內容：

本發明的目的是提供一種具有間隔臂的羧基化納米級聚苯乙烯微球的制備方法。以本方法可以制備具有間隔臂的羧基化納米微球，其結構式如下圖，其中n取不同的值時(n＝1-5)可以調節間隔臂的長度。間隔臂在空間的伸展可以降低偶聯生物大分子時的空間位阻，提高大分子的偶聯率和活性利用率，同時降低大分子與微球表面的非特異性相互作用。微球的粒徑和分布，以及表面的羧基密度都可以調控，可以很好的適應不同的需求，同時制備的微球具有很好的單分散性和長期穩定性。

本發明是通過下述技術方案加以實現的。

本發明的一種具有間隔臂的納米級羧化聚苯乙烯微球，結構式如下：

其中A為羧化聚苯乙烯微球；n＝1-5，偶聯間隔臂后微球的粒徑為40-300nm。

本發明的微球的制備方法，步驟為：

(1)乳液聚合：配制濃度為0.05％-0.3％的過硫酸鉀水溶液，加入濃度為0.006％-0.2％十二烷基磺酸鈉(SDS)，超聲使SDS完全溶解得到乳液聚合反應的水相；加入苯乙烯和丙烯酸的混合單體，混合單體中苯乙烯的加入量占90％-99.5％，丙烯酸的入量占0.5％-10％，混合單體的總質量與得到的水相質量比1∶9；通入氮氣除去氧氣，在振蕩器上乳化30min后；置于恒溫水浴振蕩器中，在60-80℃，在200轉/min的轉速下反應10-24h，制備得到無間隔臂的羧基化聚苯乙烯微球A；

(2)微球表面活化：取步驟(1)透析好的納米微球A，用電位滴定法測定微球羧基密度，分別加入與測得的羧基密度等量的1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽(EDC)和N-羥基硫代琥珀酰亞胺(Sulfo?NHS)，室溫反應20-60min，將微球表面的羧基活化；

(3)偶聯間隔臂分子：向(2)制得的微球中加入間隔臂分子，其加入量為微球羧基密度的1-3倍，37℃反應3-12h；反應結束后，以水為透析液，將剩余的反應物透析除去，收集此納米微球，于4℃保存。

所述的間隔臂分子為4-氨基丁酸、6-氨基己酸或8-氨基辛酸。

本發明的苯乙烯最好進行預處理，將苯乙烯用5％NaOH溶液洗滌四次，然后用蒸餾水洗滌苯乙烯至中性，分去水層，加入無水氯化鈣干燥過夜；經減壓蒸餾后得到精制的苯乙烯，于4℃保存備用。