專利名稱：具有光導(dǎo)性的磁性高分子微球及制備方法
磁性高分子微球因其具有磁響應(yīng)性，可以在外加磁場作用下實(shí)現(xiàn)快速分離和純化，所以被形象地稱為動(dòng)力粒子。微球表面功能化以后使其在諸如工業(yè)廢水處理、血液凈化、細(xì)胞分離、藥物投送、免疫檢測和診斷等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。特別是在臨床檢測和診斷領(lǐng)域，磁性高分子微球更是展示了廣闊的應(yīng)用前景。以磁性高分子微球?yàn)檩d體，表面接上抗原和抗體可以對多種疾病實(shí)施快速準(zhǔn)確的診斷。然而到目前為止，高分子微球在檢測診斷中僅僅作為生物活性分子的載體使用。很少涉及利用材料自身的一些諸如光、電、磁性能作為檢測信號來獲取生物活性分子間的相互作用信息。目前已報(bào)道了多種具有光導(dǎo)性的化合物如酞菁類、聚乙烯咔唑類、偶氮類以及四方酸類化合物，它們在催化、電化學(xué)、光電化學(xué)、光電轉(zhuǎn)換、光電導(dǎo)、電導(dǎo)等方面已顯示出了較好的應(yīng)用前景。若在磁性微球表面接上具有光導(dǎo)性的化合物如酞菁類分子，這樣可以得到一種同時(shí)具有光導(dǎo)性、磁響應(yīng)性以及高分子微粒子特性的新型材料，該材料在與生物活性分子結(jié)合的過程中，自身光導(dǎo)性可能發(fā)生改變，以此作為信號來獲取生物活性分子間相互作用信息，有可能為臨床檢測技術(shù)提供一個(gè)潛在的新方法。
本發(fā)明的特點(diǎn)在于制備的高分子微球同時(shí)具有磁響應(yīng)性、光導(dǎo)性及高分子微粒子特性，其結(jié)構(gòu)為核殼式結(jié)構(gòu)，其核為具有磁響應(yīng)性的金屬氧化物組成(如Fe3O4，F(xiàn)e2O3，Co2O3，NiO等)。
本發(fā)明中使用的單體是以苯乙烯為主，其它可反應(yīng)性單體為共聚組分以使微球表面帶有可進(jìn)一步反應(yīng)的官能團(tuán)。這樣的共聚組分可以是烯丙醇、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丁酯、丙烯醛、巴豆醛、丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、烯丙胺。其用量為所加苯乙烯重量的1～20％。為獲得交聯(lián)型微球，還可以加入另一共聚組分二乙烯基苯，其用量不超過2％(與苯乙烯重量比)。光導(dǎo)材料可以是聚乙烯咔唑類、酞菁類、偶氮類、四方酸類化合物等，其中酞菁類化合物可以是如下一些 本發(fā)明的合成方法分兩步，第一步為表面含可反應(yīng)性官能團(tuán)的磁性高分子微球的合成，第二步為磁性高分子微球跟具有光導(dǎo)性的化合物的共價(jià)結(jié)合。
就第一步而言，可以采用懸浮聚合、乳液聚合和分散聚合等聚合方法。因懸浮聚合微球粒徑較大，而乳液聚合將在微球表面引入難以除盡的乳化劑等成分，所以最好采用分散聚合法。
例如在一個(gè)裝有攪拌器和溫度控制裝置的反應(yīng)器中進(jìn)行分散聚合。在磁流體存在下(與苯乙烯相比重量約5～10％)，使反應(yīng)性單體分散在水、乙醇介質(zhì)中，在引發(fā)劑(水溶性)存在下50～70℃反應(yīng)。引發(fā)劑特定例為過硫酸鉀、過硫酸銨。引發(fā)劑用量為單體總重量的0.1～2％。
第一步反應(yīng)后得到的磁性高分子微球跟具有光導(dǎo)性的化合物的共價(jià)結(jié)合方法有酯化、偶聯(lián)等。
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
實(shí)施例1磁流體的制備方法為在裝有攪拌器、回流冷凝管、N2通管的500ml的三頸瓶中加入20～100g聚乙二醇4000，60mlFeSO4溶液(濃度5～10％)，15～50mlH2O2溶液(濃度1～5％)，用3MNaOH溶液調(diào)節(jié)pH值至13左右，50～70℃反應(yīng)5～10小時(shí)，然后在磁場中反復(fù)透析至中性，備用。
磁流體制備后，在裝有攪拌器、回流冷凝管、N2通管的250ml的四頸瓶中加入1.0g磁流體，15.0g苯乙烯，2.0g烯丙醇，0.1ml二乙烯基苯，50.0g乙醇和40.0g去離子水，300r/min攪拌，通N2。30min后加入0.45g過硫酸鉀于70℃反應(yīng)10～12小時(shí).得到的微球經(jīng)磁分離，洗滌，1M HCl浸泡以去除未包覆或包覆不完全的磁流體，得到含羥基的磁性高分子微球。
在帶有磁攪拌的50ml單頸瓶中加入1.5g干燥的羥基微球，0.2g酰氯化酞菁，20mlN，N-二甲基甲酰胺，1ml吡啶，于60～120℃反應(yīng)10小時(shí).產(chǎn)物經(jīng)磁分離，DMF洗滌至DMF液無色.再以水洗滌數(shù)次，得綠色磁性高分子微球.微球粒徑10～100微米，酞菁含量為1％(與苯乙烯重量比)。
實(shí)施例2在裝有攪拌器、回流冷凝管、N2通管的250ml的四頸瓶中加入1.0g磁流體，15.0g苯乙烯，2.0g甲基丙烯酸羥乙酯，50.0g乙醇和40.0g去離子水，0.15ml二乙烯基苯，300r/min攪拌，通N2。30min后加入0.5g過硫酸鉀于70℃反應(yīng)10～12小時(shí).得到的微球經(jīng)磁分離，洗滌，1MHCl浸泡以去除未包覆或包覆不完全的磁流體，得到含羥基的磁性高分子微球。
在裝有分水器的100ml三頸瓶中加入2.0g含羥基磁性高分子微球，0.3g羧基酞菁，20ml N，N-二甲基甲酰胺，40ml苯，90℃回流除水反應(yīng)6小時(shí)。產(chǎn)品經(jīng)磁分離，DMF反復(fù)洗滌至溶液無色，得綠色磁性高分子微球。微球粒徑10-100微米，酞菁含量為1％(與苯乙烯重量比)。
權(quán)利要求
1.一種同時(shí)具有光導(dǎo)性和磁響應(yīng)性的高分子微球，微球的結(jié)構(gòu)為核殼式，其特征在于核為磁性物質(zhì)，殼層為苯乙烯與其它單體的共聚物，利用微球表面反應(yīng)性官能團(tuán)實(shí)現(xiàn)與具有光導(dǎo)性化合物的共價(jià)結(jié)合。
2.按權(quán)利要求1所述的高分子微球，其特征在于其它共聚單體的含量為1％～20％(與苯乙烯重量比)。
3.按權(quán)利要求1所述的高分子微球，其特征在于應(yīng)用于此的具有光導(dǎo)性的化合物是酞菁類、聚乙烯咔唑類以及偶氮類、四方酸衍生物等。
4.按權(quán)利要求1所述的高分子微球，其特征在于反應(yīng)過程中還可以加入交聯(lián)劑，生成殼層交聯(lián)的高分子微球。
5.按權(quán)利要求2所述的共聚單體，其特征在于共聚單體為帶羥基、醛基、羧基、氨基的反應(yīng)性單體，如以下單體烯丙醇、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丁酯、丙烯醛、巴豆醛、丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、烯丙胺。
6.按權(quán)利要求3所述的具有光導(dǎo)性的酞菁類化合物，其特征在于酞菁類化合物可以是如下幾種
7.按權(quán)利要求4所述的高分子微球，其特征在于交聯(lián)劑可以是二乙烯基苯等。
8.按權(quán)利要求1所述的高分子微球，其特征在于制備的具體步驟如下首先是在磁流體、引發(fā)劑存在下，苯乙烯和共聚單體分散聚合得表面含可反應(yīng)性官能團(tuán)的磁性高分子微球，隨后微球再跟具有光導(dǎo)性的化合物如酞菁類反應(yīng)得彩色磁性高分子微球。
全文摘要
本發(fā)明涉及了一類新型兼具光導(dǎo)性、磁性和高分子微粒子特性的磁性微球及制備方法。它可以在外加磁場作用下快速移動(dòng),從而可以實(shí)現(xiàn)快速分離和純化;因粒子表面鍵接有具有光導(dǎo)性的材料,且該材料具有可進(jìn)一步反應(yīng)的官能團(tuán),可以實(shí)現(xiàn)與抗原(抗體)或生物活性分子的結(jié)合,如應(yīng)用于臨床檢測診斷領(lǐng)域,可望依賴光導(dǎo)性作為信號來獲取生物活性分子間相互作用信息,從而為臨床檢測診斷領(lǐng)域提供一種新的方法。
文檔編號C08F8/30GK1345885SQ0011613
公開日2002年4月24日 申請日期2000年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月28日
發(fā)明者張軍華, 丁小斌, 彭宇行, 鄭朝暉, 張文傳 申請人:中國科學(xué)院成都有機(jī)化學(xué)研究所