[发明专利]聚甲基丙烯酸缩水甘油酯类或其共聚物的亲水改性方法及改性所得材料

说明书

一种交联聚甲基丙烯酸缩水甘油酯类或其共聚物的亲水改性方法及材料，所述方法为：利用交联聚甲基丙烯酸缩水甘油酯类或其共聚物表面的活性环氧基团多次共价交联天然多糖分子进行亲水改性，得到聚甲基丙烯酸缩水甘油酯类或其共聚物的亲水改性材料。本发明的方法操作简单、反应条件温和，得到的多层亲水改性基团改性的聚甲基丙烯酸缩水甘油酯类或其共聚物糖羟基含量高，镀层稳定，消除了聚合物微球对蛋白的非特异性吸附，其亲水层可以直接或经过进一步衍生偶联其它配基或者官能团，在生化工程尤其是生化分离领域具有很大的应用前景。

技术领域

本发明涉及聚合物材料改性技术领域，尤其涉及一种聚甲基丙烯酸缩水甘油酯类或其共聚物(即，甲基丙烯酸缩水甘油酯类共聚物)的亲水改性方法及改性所得材料。

背景技术

作为层析填料的基材主要有三类：1、以纤维素，葡聚糖和琼脂糖为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)，聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(PGMA)等合成多聚物；3、硅胶，羟基磷灰石，玻璃等无机基材。聚合物微球作为层析分离介质，其优点在于化学性质稳定、机械强度高、耐酸碱度好，能够在高压下操作等，应用前景广泛。但聚合物本身的一些特点限制了它在生物大分子分离方面的应用。聚合物微球基材的骨架结构往往有着极强的疏水性，且亲水改性较难，这主要来自于暴露在骨架上未聚合的残余双键、惰性苯环等疏水基团，它们对蛋白、酶等生物分子的非特异性吸附较强，极易引起生物分子的变性失活。

因此，聚合物微球除了直接用于反相色谱外，应用于其它色谱模式时必须对其进行表面改性，屏蔽或消除疏水基团。

交联聚甲基丙烯酸缩水甘油酯类材料(PGMA)是具有功能性环氧基团的耐压聚合物基材(Wang et al.,Preparation of uniform Poly(glycidyl methacrylate)porousmicrospheres by membrane emulsification-polymerization technology,J Appl PolySci.2006,102:5018-5027)。相对于交联聚苯乙烯惰性的骨架，交联聚甲基丙烯酸缩水甘油酯类材料的环氧基团具有很强的活性，能够与许多活性基团直接发生反应，如羧基(-COOH)，羟基(-OH)，异氯酸醋基(-NCO)，胺基(-NH₂)等；以这些活性基团为位点，可以进一步引入其他大分子材料或功能配基，制备功能化的层析材料。

本申请人前期研究了交联聚丙烯酸酯类的材料表面的亲水改性(CN102617869A)，将单层亲水性多糖分子通过化学偶联的方式键合于聚丙烯酸酯类材料表面，从而赋予该材料表面一定的亲水性，但该方法存在一定的局限性，主要是偶联一层亲水多糖分子的包覆层容易松动，在材料多次使用后微球材料中的未聚合的残余乙烯基双键等疏水位点逐渐暴露出来，又恢复了一定比例的非特异性吸附属性。

因此，在本领域中期望能够开发一种可以实现对交联聚甲基丙烯酸缩水甘油酯类或其共聚物材料的内部和表面的疏水基团进行改性的方法。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种交联聚甲基丙烯酸缩水甘油酯类或其共聚物的亲水改性方法。本发明将残余乙烯基双键经过环氧活化为环氧基团，通过偶联多糖分子消除非特异性吸附，同时在包覆有单层亲水多糖分子的表面进一步偶联亲水多糖分子，形成稳定的高密度多层亲水多糖分子化学交联层。本发明亲水改性后的材料表面具有丰富的糖羟基基团，可以进一步衍生为各种功能基团对于不同生化分子分离纯化模式的需要。

为达上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种聚甲基丙烯酸缩水甘油酯类或其共聚物的亲水改性方法，包括以下步骤：

(1)在氧化剂作用下将聚甲基丙烯酸缩水甘油酯类或其共聚物中未聚合的疏水残余乙烯基双键进行亲水改性，大幅度降低了材料的疏水性；