[發明專利]一種微米級聚苯乙烯微球的合成方法

有效

• 申請號: 202011583623.8
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112724295B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 劉坤良;何良;劉志周;南雪燕;王彤;白鵬利
• 申請（專利權）人: 濟南國科醫工科技發展有限公司;中國科學院蘇州生物醫學工程技術研究所
• 主分類號: C08F112/08
• 分類號: C08F112/08
• 代理公司: 濟南譽豐專利代理事務所(普通合伙企業) 37240
• 代理人: 薛鵬喜

本發明公開了一種微米級聚苯乙烯微球的合成方法，以苯乙烯為主要原料，加入含有少量阻聚劑的表面活性劑，以兼具攪拌、控溫功能為一體的裝置為工具，能一次性制備幾十克到幾千克的聚苯乙烯微球。該方法生產出的微球粒徑在2?4微米之間可控，均一性好，變異系數(Cv值)小于5％。該工藝制備簡易，安全性高，穩定性好，將為體外診斷領域微球耗材的商業化生產帶來重大改變。

技術領域

本發明涉及微米級聚苯乙烯微球的合成方法，尤其涉及一次性合成幾百克到幾千克聚苯乙烯微球的制備方法，屬于體外診斷耗材合成工藝領域。

背景技術

微球的種類與用途有很多，本發明中的微球特指的是粒徑在幾百納米到幾十微米之間，一般以聚苯乙烯及同類物為材料，應用在體外診斷領域的重要耗材，也被稱之為“乳膠球”。

聚苯乙烯微球在乳膠增強免疫比濁、化學發光免疫分析、側向流免疫層析、液相芯片、流式質控、核酸提取(磁珠法)、基因測序等發揮著極其重要的作用。每年全球在微球上的需求高達400億美元，中國已經成為全球重大的微球消耗市場。然而，當今微球主要由Thermo-Fisher、Bangs Laboratory、JSR Life Sciences、Merk、Spherotech等供應，現有的質控及校準產品更是被國外大公司壟斷，價格及其昂貴。以Spherotech公司的產品相關價格為例，1ml微球的價格高達一千人民幣，其中的微球含量約為1％。國內公司雖然也有相關類似產品，但是產品的性能遠遠落后于國外進口產品，并且產品相對比較單一，不能滿足于現有使用，尤其是高質量的微球更是缺乏。

近年來，縱觀國內體外診斷微球的發展，諸多實驗室與公司已能小批量合成均一性好的聚苯乙烯微球，但普遍單次產量在幾克到幾十克之間，無法大批量的制備導致國內微球的產業化進展一直停滯不前，無法得到真正的應用。分散聚合法在大批量制備微球時，一般只適合制備3微米以下的微球，當粒徑超過3微米時，其變異系數難以控制在5％以內，對3.5-4微米的微球更是無法高質量制備。微球的大批量制備，對反應物質、反應設備和反應條件要求都很高，需要創新性地改變諸多工藝參數，改變傳統的制備思維，才能一次性制備出幾百克到幾千克的微球，在保證質量的前提下盡可能降低微球的原料成本和人工成本。

發明內容

針對上述現有技術，本發明的目的是提供一種合成微米級聚苯乙烯微球的方法，制備中使用了含有阻聚劑對苯二酚的表面活性劑。采用本發明的方法可以一次性批量合成粒徑在3.5-4微米的聚苯乙烯微球，所制備的微球的均一性好，變異系數(Cv值)小于5％。該工藝制備簡易，安全性高，穩定性好，將為體外診斷領域微球耗材的商業化生產帶來重大改變。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種微米級聚苯乙烯微球的合成方法，包括以下步驟：

以苯乙烯、液態表面活性劑、固體穩定劑、引發劑和溶劑為原料，原料的總質量控制在0.25-5千克；

將占原料質量百分比34-38.3％的溶劑、占原料質量百分比0.5-1.0％的液態表面活性劑、占原料質量百分比1.5-2.5％的固體穩定劑混合，超聲振蕩5-20分鐘后，再加入占原料質量百分比10.5-14％的苯乙烯和占原料質量百分比0.4-0.6％的引發劑，通入氮氣，磁轉子攪拌20-40分鐘，得到混合溶液；

將混合溶液在69-72℃、攪拌轉速40-200rpm、通入氮氣的條件下反應1.1-1.3小時；再向反應的混合溶液中補充加入占原料質量百分比10.5-14％的苯乙烯和占原料質量百分比34-38.3％的溶劑，繼續反應22-24小時，其中氮氣在反應2h后停止；

反應結束后洗滌，批量獲得微米級聚苯乙烯微球。

優選的，所述液態表面活性劑是以Triton X-305、Triton X-100和對苯二酚為原料精制而成。