[发明专利]一种有亲水性高分子刷的分子印迹聚合物微球的制备方法

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种制备表面具有亲水性高分子刷的分子印迹聚合物微球的新方法，具体地说就是涉及一种新的表面接枝方法，通过这种方法可以得到表面具有亲水性高分子刷的分子印迹聚合物微球。

背景技术

分子印迹技术是一种制备具有特异性识别位点的聚合物受体的简便高效的新方法，由其得到的聚合物被称为分子印迹聚合物(Molecularly imprinted polymers，MIPs)。MIPs不仅具有优异的抗机械性能、耐化学品与耐热性能以及易制备和成本低的优点，而且还具有可与天然生物受体相媲美的高亲和性与选择性，因此在固相萃取、色谱分离、免疫分析、传感器、仿酶催化、有机合成、药物传递与生物药物等众多领域显示出巨大的应用前景，成为目前分子识别领域研究的热点(Zhang，H.；Ye，L.；Mosbach，K.J. Mol.Recognit.2006，19：248-259)。

尽管分子印迹研究已取得了巨大进展，在某些应用领域(如固相提取)MIPs甚至已进入了商品化实用阶段，但是目前人们得到的MIPs通常只有在有机溶液体系中才能对有机小分子显示出优异的分子识别性能，而真正适用于水溶液体系的以有机小分子为模板的MIPs则非常有限。这极大地阻碍了MIPs在仿生免疫分析与传感器等领域中的实际应用。

最近，我们发展了一系列制备适用于水溶液体系的表面具有亲水性高分子刷的MIP微球的新方法。归纳起来可分为“两步法”与“一步法”途径。“两步法”途径是通过首先利用可控／“活性”自由基沉淀聚合技术制备表面具有可控自由基聚合引发或链转移基团的MIP微球，然后再以其为固载化引发剂或链转移剂，进行亲水性单体的表面可控自由基聚合，得到表面具有亲水性高分子刷的MIP微球(Pan，G.；Zhang，Y.；Guo，X.；Li，C.；Zhang，H.Biosens.Bioelectron.2010，26，976-982；Pan，G.；Ma，Y.；Zhang，Y.；Guo，X.；Li，C.；Zhang，H.Soft Matter2011，7，8428-8439)。“一步法”途径是将亲水性大分子链转移剂(或大分子RAFT试剂)引入到可逆加成-裂解链转移(RAFT)沉淀聚合体系中，一步法制备适于纯水溶液体系的表面具有亲水性高分子刷的MIP颗粒(Pan，G.；Zhang，Y.；Ma，Y.；Li，C.；Zhang，H.Angew.Chem.Int.Ed.2011，50，11731-11734；Ma，Y.；Pan，G.；Zhang，Y.；Guo，X.；Zhang，H.Angew.Chem.Int.Ed.2013，53，1511-1514)。上述两种制备方法虽均能制备适于水溶液体系的表面具有亲水性高分子刷的MIP微球，但是也存在各自的缺点。“一步法”由于必须将亲水性的大分子链转移剂直接加入到分子印迹聚合体系中，这会对功能单体与模板分子间的自组装产生不利影响。此外一步法聚合体系复杂，致使所得MIP微球表面的亲水性高分子刷的密度无法得到，因此限制了产品的结构表征；而“两步法”途径制备表面具有亲水性高分子刷的MIP微球时，其表面所接枝的亲水性高分子刷的分子量受反应条件影响很大，重复生产时很难获得具有相同分子量的亲水性高分子刷的MIP微球，从而会大大影响产品性能的稳定性。此外，此方法还有所得MIP微球上的亲水性高分子刷的分子量无法直接测定的困难。

发明内容

为了克服上述方法制备表面具有亲水性高分子刷的MIP微球方面的不足，本发明提供了一种新的制备方法，旨在更加简便高效地制备表面具有确定分子量与接枝密度的亲水性高分子刷的MIP微球。本发明具有合成方法简单、适用范围广、产品结构明确等优点。

技术方案：

本发明开发了一种通过亲水性大分子链转移剂与表面具有C=C双键的MIP微球的偶联反应制备表面具有亲水性高分子刷的MIP微球的简便易行的方法，技术构思是通过亲水性大分子链转移剂首先与普通自由基引发剂产生的自由基发生链转移反应生成亲水性大分子自由基，然后该大分子自由基再与MIP微球上的C=C双键反应，得到表面具有亲水性高分子刷的MIP微球。

制备所述的表面具有亲水性高分子刷的MIP微球的具体技术方案如下：

1)将表面含C=C双键的MIP微球与亲水性大分子链转移剂按MIP微球表面C=C双键与亲水性大分子链转移剂的摩尔比1∶1～100投料。

2)将普通自由基引发剂与亲水性大分子链转移剂按摩尔比1∶0.15～30投料。

3)将溶剂按其与表面含C=C双键的MIP微球比例为0.04～2升／克投料。