[发明专利]一种磁性聚合物微球及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及磁性微球领域，具体涉及一种磁性聚合物微球及其制备方法。

背景技术

磁性高分子微球是指通过适当的方法将磁性颗粒包埋在高分子微球内形成具有一定磁响应性及特殊结构的微球，它是20世纪70年代后期发展起来的一种新型功能高分子复合材料。一方面，它具有高分子微球的特性，可通过共聚、表面改性等化学反应使高分子微球表面带有多种功能基团，从而可以结合多种生物活性物质；另一方面，它又具有磁性，在外加磁场下可以快速和其它不具有磁性的物质分离，而且能量消耗小。因此，磁性高分子微球作为新型功能高分子材料，在生物医学(临床诊断、靶向药物)、细胞学(细胞分离)、固定化酶、亲和分离及磁共振图象的造影剂等领域有着广泛的应用。

目前，文献和专利中公开的已有的磁性高分子微球的制备方法主要有四种：单体聚合法、活化溶胀法、界面沉积法、反相微乳法。(1)单体聚合法，将磁性流体或磁性小颗粒分散在高分子溶液或单体中制成混合溶液后，将该混合溶液与水混合制成O/W型(水包油型)乳液，然后采用抽去溶剂或聚合单体的方法得到固化微球；其缺点是磁性颗粒与高分子材料之间的亲和性差，而且磁性颗粒的亲水性强，在单体聚合或抽去溶剂时，磁性小颗粒容易逃逸到表面和外水相中，不仅包埋率低，而且微球表面吸附着大量磁性颗粒，难以洗脱，用于生物活性物质分离或固定时，影响生物活性物质的活性。(2)活化溶胀法，1993年Ugelstad提出的活化溶胀法是迄今报道的制备磁性高分子微球的较好方法；具体步骤是用乳液聚合法制备均一尺寸的聚(苯乙烯-2-羟乙基甲基丙烯酸酯)微球后，继而再用溶胀法制成较大的微球，然后将苯乙烯硝化，再利用硝基与铁离子的亲和作用，使微球吸收二价铁和三价铁离子水溶液，将吸附了铁离子的微球分离出来后，与碱性溶液混合，使微球内的铁离子转换为Fe₃O₄颗粒而沉淀在微球内，但该法存在耗时长、反应步骤多、反应条件苛刻等问题，从而导致成本过高，因此限制了磁性高分子微球在生物化工、医药工业和临床上的应用。(3)界面沉积法，先使带正电的磁性小颗粒吸附在带负电的高分子微球表面，然后再在其表面镀上一层高分子材料，因为一个高分子微球表面只能吸附一层磁性颗粒，磁体的包埋量很低。(4)反相微乳液法，在氧化还原或热引发体系中，对丙稀酰胺类和丙烯酸类等亲水性单体，加入乳化剂、引发剂、交联剂、不同价态的铁盐，控制反应在一定的投料范围内，在反相微乳液中一步直接合成具有超顺磁性的磁性高分子微球。但此方法只适用于亲水性单体，微球的粒径也比较小(在200nm以下)，反应条件也不易控制。综上所述，现有制备方法只适用于实验室或小规模工业生产，因此，有必要开发新的制备磁性高分子微球的方法，以期制备性价比更高的磁性高分子微球。

理想磁性高分子微球微球应具有以下特点：磁性颗粒具有超顺磁性；微球粒径均一；微球含磁量高；化学稳定性好，磁性颗粒无泄露，无污染；机械强度高；生物相容性好；工艺简单、重复性好，易于规模化生产，价格低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种磁性聚合物微球及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种磁性聚合物微球的制备方法，包括以下步骤：

(1)配制磁流体：将高分子聚合物溶解于有机溶剂中，充分搅拌形成高分子聚合物溶液；将Fe₃O₄纳米颗粒和表面活性剂加入高分子聚合物溶液中，充分搅拌分散，形成磁流体；

(2)制备磁性聚合物微球：将步骤(1)中配制的磁流体置于外加磁场中，磁流体逐滴流出形成圆形液滴，随着溶剂挥发，液滴固化成为磁性聚合物微球。

上述技术方案中，在磁流体自身表面张力和外加磁场的共同作用下，磁流体形成圆形液滴，随着溶剂挥发，液滴固化形成磁性聚合物微球；无需引入外水相、引发剂和交联剂，磁性聚合物溶液直接形成磁性聚合物微球；磁性纳米粒子在磁性聚合物微球中分布均匀，制备过程简单，易于规模化生产。

作为本发明所述的磁性聚合物微球的制备方法的优选实施方式，所述步骤(2)中，磁流体液滴流出速度为0.1～5mL/h。

作为本发明所述的磁性聚合物微球的制备方法的优选实施方式，所述Fe₃O₄纳米颗粒占Fe₃O₄纳米颗粒和高分子聚合物溶液之和的质量百分比为1％～4％。