[發明專利]聚甲基丙烯酸縮水甘油酯類或其共聚物的親水改性方法及改性所得材料

有效

• 申請號: 201610309058.3
• 申請日: 2016-05-11
• 公開（公告）號: CN107365422B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 馬光輝;李強;張坤;趙嵐;黃永東;周煒清;吳學星;朱凱
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C08J7/12
• 分類號: C08J7/12;C08F220/32;C08F212/36;C08F8/08
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟;侯瀟瀟

一種交聯聚甲基丙烯酸縮水甘油酯類或其共聚物的親水改性方法及材料，所述方法為：利用交聯聚甲基丙烯酸縮水甘油酯類或其共聚物表面的活性環氧基團多次共價交聯天然多糖分子進行親水改性，得到聚甲基丙烯酸縮水甘油酯類或其共聚物的親水改性材料。本發明的方法操作簡單、反應條件溫和，得到的多層親水改性基團改性的聚甲基丙烯酸縮水甘油酯類或其共聚物糖羥基含量高，鍍層穩定，消除了聚合物微球對蛋白的非特異性吸附，其親水層可以直接或經過進一步衍生偶聯其它配基或者官能團，在生化工程尤其是生化分離領域具有很大的應用前景。

技術領域

本發明涉及聚合物材料改性技術領域，尤其涉及一種聚甲基丙烯酸縮水甘油酯類或其共聚物(即，甲基丙烯酸縮水甘油酯類共聚物)的親水改性方法及改性所得材料。

背景技術

作為層析填料的基材主要有三類：1、以纖維素，葡聚糖和瓊脂糖為代表的天然多糖高分子；2、聚苯乙烯/二乙烯苯(PS/DVB)，聚丙烯酸(PAA)，聚甲基丙烯酸縮水甘油酯(PGMA)等合成多聚物；3、硅膠，羥基磷灰石，玻璃等無機基材。聚合物微球作為層析分離介質，其優點在于化學性質穩定、機械強度高、耐酸堿度好，能夠在高壓下操作等，應用前景廣泛。但聚合物本身的一些特點限制了它在生物大分子分離方面的應用。聚合物微球基材的骨架結構往往有著極強的疏水性，且親水改性較難，這主要來自于暴露在骨架上未聚合的殘余雙鍵、惰性苯環等疏水基團，它們對蛋白、酶等生物分子的非特異性吸附較強，極易引起生物分子的變性失活。

因此，聚合物微球除了直接用于反相色譜外，應用于其它色譜模式時必須對其進行表面改性，屏蔽或消除疏水基團。

交聯聚甲基丙烯酸縮水甘油酯類材料(PGMA)是具有功能性環氧基團的耐壓聚合物基材(Wang et al.,Preparation of uniform Poly(glycidyl methacrylate)porousmicrospheres by membrane emulsification-polymerization technology,J Appl PolySci.2006,102:5018-5027)。相對于交聯聚苯乙烯惰性的骨架，交聯聚甲基丙烯酸縮水甘油酯類材料的環氧基團具有很強的活性，能夠與許多活性基團直接發生反應，如羧基(-COOH)，羥基(-OH)，異氯酸醋基(-NCO)，胺基(-NH₂)等；以這些活性基團為位點，可以進一步引入其他大分子材料或功能配基，制備功能化的層析材料。

本申請人前期研究了交聯聚丙烯酸酯類的材料表面的親水改性(CN102617869A)，將單層親水性多糖分子通過化學偶聯的方式鍵合于聚丙烯酸酯類材料表面，從而賦予該材料表面一定的親水性，但該方法存在一定的局限性，主要是偶聯一層親水多糖分子的包覆層容易松動，在材料多次使用后微球材料中的未聚合的殘余乙烯基雙鍵等疏水位點逐漸暴露出來，又恢復了一定比例的非特異性吸附屬性。

因此，在本領域中期望能夠開發一種可以實現對交聯聚甲基丙烯酸縮水甘油酯類或其共聚物材料的內部和表面的疏水基團進行改性的方法。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種交聯聚甲基丙烯酸縮水甘油酯類或其共聚物的親水改性方法。本發明將殘余乙烯基雙鍵經過環氧活化為環氧基團，通過偶聯多糖分子消除非特異性吸附，同時在包覆有單層親水多糖分子的表面進一步偶聯親水多糖分子，形成穩定的高密度多層親水多糖分子化學交聯層。本發明親水改性后的材料表面具有豐富的糖羥基基團，可以進一步衍生為各種功能基團對于不同生化分子分離純化模式的需要。

為達上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種聚甲基丙烯酸縮水甘油酯類或其共聚物的親水改性方法，包括以下步驟：

(1)在氧化劑作用下將聚甲基丙烯酸縮水甘油酯類或其共聚物中未聚合的疏水殘余乙烯基雙鍵進行親水改性，大幅度降低了材料的疏水性；