[发明专利]胺基聚丙烯酰胺磁性高分子微球制备方法

说明书

一种胺基聚丙烯酰胺磁性高分子微球制备方法用于制备以超顺磁性磁流体为核、胺基聚丙烯酰胺高分子聚合物为包覆层的磁性微球，可作为酶、抗体、靶向药物的载体。

目前，磁性微球的制备方法主要有包埋法、聚合法、机械球磨法、渗磁法和辐射聚合法等。专利US4695393，1987利用包埋法将含有胺基的硅烷聚合物与表面带有羟基的纳米磁性粒子在甘油中加热脱水，制得硅烷化胺基磁性微球，这种制备方法简单，但所制得的磁性微球粒径分布宽，形状不规则，粒径不易控制，而且产率低。专利WO91／09678，利用球磨法制得了一系列胺基有机金属化合物磁性微球，这种方法要首先制得带有胺基功能团的有机金属化合物，然后通过球磨在Fe₃O₄表面吸附一层二甲基甲酰胺与制得的有机金属化合物反应，最后经球磨制得胺基有机金属化合物磁性微球，按这种方法制得的磁性微球粒径不均匀，粒径分布介于0．003～1．5μm之间。国内邱广明等人在《应用化学》1997年第14卷第5期上发表的论文“大粒径磁性高分子微球的制备”中介绍通过对磁性流体的表面改性，利用分散聚合制得粒径介于50～500μm之间的羟基聚苯乙烯磁性微球，按这种方法制备的磁性微球粒径大，微球的磁响应性相对要弱，微球的比表面积小，表面功能团的含量要相对小。迄今为止只有Dynal公司一家将磁性微球商品化，由于其制备过程复杂，又需要专门的设备，导致其价格昂贵，使其广泛应用受到限制。

本发明的目的在于设计出一种溶液聚合制备磁性微球的方法，制备出高磁响应性、粒径均匀、比表面积大、悬浮稳定性好的胺基聚丙烯酰胺磁性微球，降低磁性微球的生产成本，实现磁性微球在国内的商品化。本发明制备的磁性微球具有下列特点：1．无需加入表面活性剂，制得的磁性微球表面洁净，避免了抗体、抗原等生物活性物质与磁性微球结合时因表面不洁净而导致的中毒现象；2．该微球的磁响应性高，悬浮稳定性好，在外加磁场的作用下能迅速沉降，且粒子之间不相互团聚；3．微球粒径分布窄，介于60～80nm之间；4．该微球表面带有胺基，易于固定化酶、细胞标定及作为抗体、抗原的载体。

本发明首先通过改进的化学共沉淀制得悬浮性好、磁响应性高、粒径分布介于7～10nm之间的超顺磁性铁基磁流体(Fe₃O₄)或钴基磁流体(Co-Fe₃O₄)；然后采用超声分散和机械搅拌两种方式将引发剂充分分散到磁流体中浸泡，使磁流体表面形成引发点；再用水作分散剂，将亲水性反应单体加入到吸附有引发剂的磁流体中并充分搅拌使磁流体在反应单体中均匀分散；用水和无水乙醇作为反应介质，通过溶液聚合制得胺基磁性高分子微球；最后在磁分离装置上将磁性微球分离出并用乙醇和水反复洗涤分离物，从而获得洁净的胺基磁性微球。具体步骤如下：

第一步：磁性流体的制备

1．铁基磁性流体(Fe₃O₄)

利用改进的化学共沉淀，在配有搅拌器、回流冷凝管、氮气囊的四颈瓶中加入摩尔比为1∶2的Fe²⁺盐和Fe³⁺盐，在油浴中升温至50℃～60℃，滴入氨水调节pH值至11～13之间，反应30分钟，冷却至室温。用蒸馏水反复冲洗磁分离沉降物至中性，即得到铁基磁性流体。

2．钴基磁性流体(Co-Fe₃O₄)

利用改进的化学共沉淀，在配有搅拌器、回流冷凝管、氮气囊的四颈瓶中加入摩尔比为1∶1∶4的Co²⁺盐、Fe²⁺盐和Fe³⁺盐，在油浴中升温至50℃～60℃，滴入氨水调节pH值至11～13之间，反应30分钟，冷却至室温。用蒸馏水反复冲洗磁分离沉降物至中性，即得到钴基磁性流体。

第二步：磁性流体的预处理--吸附引发剂

将制备好的磁性流体取适量，超声处理30分钟，使磁性流体分散均匀，再加入一定量的过硫酸钾，超声分散20分钟，将混合液转移至三颈瓶中机械搅拌4小时，使磁流体表面充分吸附引发剂，利用磁分离技术，采用正相分离，倾斜去上层液体，再将沉降物重新分散至水中，机械搅拌1小时。

第三步：磁流体在反应单体中充分分散