[发明专利]一种表面带有高分子刷的核-壳型弱阳离子交换树脂微球

说明书

本发明提供一种表面带有高分子刷的核‑壳型弱阳离子交换树脂微球的制备方法，采用在高交联的内核微球表面接枝聚合带有羧基官能团的高分子刷，制备表面带有高分子刷的核‑壳型弱阳离子交换树脂微球。所述表面带有高分子刷的核‑壳型弱阳离子交换树脂微球适用于生物大分子的液相色谱分离，尤其适用于糖化血红蛋白的检测应用。

技术领域

本发明属于离子交换树脂色谱固定相制备领域，具体地说，涉及一种表面带有高分子刷的核-壳型弱阳离子交换树脂液相色谱填料的制备方法和应用。

背景技术

作为高效液相色谱核心的色谱填料技术在HPLC的发展过程中不断改进和发展。硅胶基质固定相是HPLC中最常用的固定相，具有许多优点，如机械强度高、易于表面改性等。然而硅胶基质填料同时也具有难以克服的局限性，即这类填料仅在pH值2-8的范围内稳定，这阻碍了其在某些领域的应用，例如离子交换领域。而有机聚合物固定相，如高交联的苯乙烯-二乙烯基苯共聚微球，可以耐受更宽的pH值范围(1-14)，具有相当高的机械强度，已经被广泛用作离子交换色谱固定相的基材。

制备聚合物微球的方法包括乳液聚合、分散聚合、悬浮聚合、种子溶胀聚合和沉淀聚合等，其中沉淀聚合不需要添加任何稳定剂和乳化剂，得到的微球表面洁净无污染，粒径在0.1-10微米之间可控，且微球粒径单分散性好。并且由沉淀聚合法制备的高交联微球，例如Poly(DVB80)微球，其表面含有大量的未反应的残余双键，这使得通过这些残余双键在此种聚合物微球表面接枝功能高分子壳层变得非常地便捷。

材料表面的化学接枝法主要分为“从表面接枝”和“接枝到表面”两种方法。通常，“从表面接枝”可以得到比“接枝到表面”更高的接枝密度。“从表面接枝”的聚合反应可分为传统自由基聚合以及可控/活性自由基聚合两类。原子转移自由基聚合(ATRP)与可逆加成断裂链转移自由基聚合(RAFT)这两种可控/活性自由基聚合方法，常被用来控制表面接枝聚合反应。其中，RAFT聚合具有反应条件温和，适用单体范围广、且聚合过程高度可控等优点，因此RAFT表面聚合可以很方便地控制聚合物微球表面的高分子刷的各种参数，从而获得具有优良表面性能的核-壳型聚合物微球。

本发明采用蒸馏沉淀聚合法制备高交联的内核微球，并在其表面接枝聚合带有羧基官能团高分子刷，制备核-壳型弱阳离子交换树脂微球。微球具有良好的单分散性、良好的机械强度、高吸附容量和高选择性，非常适合用作弱阳离子交换色谱固定相填料，用于生物大分子的分离等应用。

发明内容

本发明针对色谱填料基质无机硅胶不耐酸碱、化学稳定性差的缺点，制备了一种新型的耐受酸碱、具有良好的机械强度、高吸附容量和高选择性的表面带有高分子刷的核-壳型弱阳离子交换树脂填料。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

1.本发明提供一种表面带有高分子刷的核-壳型弱阳离子交换树脂微球的制备方法，采用蒸馏沉淀聚合法制备高交联的聚合物微球；将所制得的高交联微球作为内核，经表面接枝聚合后，制得表面带有羧基官能团的高分子刷的核-壳型弱阳离子交换树脂微球。

2.作为进一步的改进，根据1所述的高交联内核微球，由单官能性乙烯单体和多官能性乙烯单体共聚得到，控制交联剂的比例使其交联度＞50％，控制沉淀聚合的参数使粒径在1-10微米之间。

3.作为进一步的改进，根据1、2中任一项所述的高交联内核微球，控制交联剂的比例使其交联度＞80％，控制沉淀聚合的参数粒径在3-5微米。

4.根据2所述的单官能性乙烯单体是苯乙烯(St)、对-氯亚甲基苯乙烯(CMSt)、丙烯酸甲酯(MA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸-2-羟乙基酯(HEMA)、甲基丙烯酸-2，3-环氧丙基酯(GMA)、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MAA)、丙烯腈(AN)。

5.根据2所述的多官能性乙烯单体是二乙烯基苯(DVB)、双甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)、三甲基丙烯酸三羟甲基丙酯(TMPTMA)。