專利名稱：含有環(huán)氧基團的大粒徑單分散高分子微球及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種高分子微球及其制備方法。
背景技術：
單分散高分子微球以其本身固有的比表面積大、吸附性強、凝集作用 大和表面反應能力強等特性，使得其在標準計量、免疫技術、臨床檢驗和 診斷、,.細胞學研究以及血液循環(huán)等生物、醫(yī)學領域中得到了廣泛的應用。 其主要功能有以下幾個方面。1)微存儲器存儲和保護某些物質(zhì)，以便在 需要的時候，需要的地點，以需要的速度釋放出這些物質(zhì)(多維控釋)。最 典型的應用是藥物輸送系統(tǒng)。2)微反應器使反應限制在特殊的微空間內(nèi)， 生成特殊的物質(zhì)。典型的應用是以微球內(nèi)空腔或微球間的空隙為模板，制 備球形或與空隙形狀相同的特殊材料。3)微分離器有選擇性地截取某種 物質(zhì)，讓指定地物質(zhì)通過。典型的應用是純化蛋白質(zhì)用的微球介質(zhì)，血液 凈化用的微球吸附劑。4)微結構單元微球作為材料的組成部分，能賦予 材料特殊的物理，化學特性，或提高強度，壽命和安全性。
親和色譜法是藥物發(fā)現(xiàn)和工藝開發(fā)中最重要的分離技術之一，是基于 目標分子和與其結合的實體(即配體)之間特異性的三維相互作用，可以 分離或生成以特異性和可逆方式結合到幾乎任何目標分子上的配體。文獻
CN200580027498XA公開了通過親和色譜法從生物樣品連續(xù)分離和提純蛋 白質(zhì)的方法，但是其強調(diào)的是調(diào)整結合到生物樣品中的蛋白質(zhì)上的配體或 配體載體絡合物進行的親和色譜法，是針對不同的蛋白質(zhì)分子改變配體或配體載體來實現(xiàn)蛋白質(zhì)的分離，至于分離效果單單考慮了配體選擇的影響， 沒有考慮色譜柱中的填充質(zhì)的選擇對于分離和提純的影響，因而分離效果 不理想。
文獻CN200510075057.9A，則是提出了利用表面偶聯(lián)有親和配基的磁 性微球?qū){豆激酶進行吸附和分離，對微球的粒徑及分散度沒有嚴格的控 帝U，分離效果不是很理想；專利CN200480012984XA介紹了蛋白質(zhì)分離柱 的概況，其中提到親和基體和分離柱的填料，說明了親和色譜法具有一定 的優(yōu)勢。
目前，現(xiàn)有技術制備的高分子微球，如CN200510075057.9A和 CN1876688A文獻報道的技術，反g活性不高，不能根據(jù)不同蛋白質(zhì)分子， 對特定的蛋白質(zhì)分子進行精確的分離和提純，從而不能保證分離的精確度 和提純效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種含有環(huán)氧基團的大粒徑單分散高分子微球及 其制備方法，以克服現(xiàn)有技術存在的上述缺陷。 本發(fā)明的技術構思是這樣的
環(huán)氧基是由兩個碳原子和一個氧原子組成的三元環(huán)，具有極高的反應 活性，易于和氨基，羥基等很多基團發(fā)生反應，所以可以連接上蛋白質(zhì)、 DNA等生物大分子，從而可以更加精準地實現(xiàn)分離，檢測等功能。所以本 發(fā)明就是針對親和色譜分離的原理，制備一種含有環(huán)氧基團，大粒徑單分 散的高分子微球，這樣便可以根據(jù)不同蛋白質(zhì)分子，選擇合適的配體與色 譜柱中的填充介質(zhì)上的環(huán)氧基團反應，進而對特定的蛋白質(zhì)分子進行精確的分離和提純；其次，單分散大粒徑可以保證分離的精確度和提純效率。 本發(fā)明所說的含有環(huán)氧基團的大粒徑單分散高分子微球，其特征為
所說的微球的表面含有環(huán)氧基團，微球的直徑大于5 10pm，粒度分布指
數(shù)小于10%，優(yōu)選的分布指數(shù)為0.1% 10%; 所說的粒徑及粒度分布指數(shù)計算方法如下
平均粒徑7 = ^ (i=l~n) 平均偏差7 =丄2—-7(i=l~n)
分布指數(shù):
其中
n代表統(tǒng)計樣本中的顆粒數(shù)量，通常為100， i代表統(tǒng)計樣本中的具體
的單個顆粒，X代表顆粒的投影面直徑；
所說的高分子為聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯或聚丙烯酸丁酯中的一
種以上；
所說的環(huán)氧基團的結構通式如下
<formula>formula see original document page 6</formula>
所得到的微球的環(huán)氧值為0.1 mol /100 g~0.5 mol / 100 g;
所說的含有環(huán)氧基團的大粒徑單分散高分子微球的制備方法，包括如
下步驟
(1)種子微球的預溶脹
將干燥的種子微球和助溶脹劑加入表面活性劑水溶液中，高剪切或超聲分散20 60min，然后在15 5(TC下攪拌，溶脹5 12h，得到預溶脹后 的初級粒子懸浮液；
種子微球的直徑為1 3.5 pim;分散系數(shù)為0.1 4%;
所說的表面活性劑選自十二烷基硫酸鈉，十二烷基苯磺酸鈉或二丁基 萘磺酸鈉中的一種或一種以上；
表面活性劑水溶液中，表面活性劑的質(zhì)量濃度為0.1% 1%;
種子微球在懸浮液中的質(zhì)量濃度為1% 10%;
所說的助溶脹劑為硬脂酸辛酯，鄰苯二甲酸二丁酯或十六烷中的一種
或一種以上；
助溶脹劑種子微球=0: 1 2: 1，質(zhì)量比；
所說的種子微球的制備方法，為一種現(xiàn)有技術，如可按照丁先鋒等在
單分散交聯(lián)聚苯乙烯的合成(化工進展，2003年第22巻11期，1207~1209頁) 文獻報道的方法制備；
(2)第二單體的溶脹 將溶解有引發(fā)劑的第二單體溶液加入分散劑水溶液中，攪拌乳化，然 后加入步驟(1)的初級粒子懸浮液中，繼續(xù)溶脹5 12h，溶脹溫度為15
50°C;
得到第二單體溶脹的微球懸浮液；
所說的第二單體可以選自苯二甲酸縮水甘油酯，甲基丙烯酸縮水甘油 酯或四氫臨苯二甲酸縮水甘油酯中的一種或一種以上；
第二單體種子微球二l: 1 10: 1，質(zhì)量比；
所說的引發(fā)劑選自偶氮二異丁腈，堿氏磷酸鈣和聚乙烯醇及十二烷基苯磺酸鈉或過氧化二苯甲酰的一種或一種以上，優(yōu)選的質(zhì)量用量為第二單 體用量的1% 5%;
所說的分散劑選自十二烷基硫酸鈉，十二烷基苯磺酸鈉或二丁基萘磺 酸鈉中的一種或一種以上，其優(yōu)選的質(zhì)量濃度為0.2~0.4%，優(yōu)選用量為單
體質(zhì)量用量的25 200倍； (3)聚合反應
將穩(wěn)定劑加入到步驟(2)得到的含有第二單體溶脹后微球的懸浮液中， 5(TC 9(TC聚合反應5 8 h，然后從反應產(chǎn)物中收集所說的含有環(huán)氧基團
的大粒徑、單分散高分子微球；
所說的穩(wěn)定劑選自聚乙烯醇，碳酸鈣或者聚乙烯吡咯垸酮中的一種或
一種以上，用量為第二單體質(zhì)量的0.1 1倍；
本發(fā)明的方法，以聚苯乙烯或者聚甲基丙烯酸甲酯為種子，以甲基丙 烯酸縮水甘油酯為第二單體，進行活化溶脹聚合，這樣使得聚合后的產(chǎn)物 既具有剛性，又含有功能性基團一環(huán)氧基團，使得此單分散微球的應用領 域更廣。根據(jù)不同蛋白質(zhì)分子，選擇合適的配體與色譜柱中的填充介質(zhì)上 的環(huán)氧基團反應，進而對特定的蛋白質(zhì)分子進行精確的分離和提純，單分 散大粒徑保證了分離的精確度和提純效率。
本發(fā)明得到的含有環(huán)氧基團的大粒徑，單分散高分子微球，其主要成 分是種子微球及功能性官能團一環(huán)氧基團，是一種比表面積大、吸附性強、 凝集作用大和表面反應能力強的材料，以及其上的功能性基團—環(huán)氧基的 存在使得其在標準計量、免疫技術、臨床檢驗和診斷、細胞學研究以及血 液循環(huán)等生物、醫(yī)學領域中具有廣泛的應用，尤其是在某些高新技術領域中有著廣闊的應用前景。


圖1為實施例1所得產(chǎn)物的紅外圖譜。 圖2為實施例1所得產(chǎn)物的光學顯微鏡照片。
具體實施例方式
以下通過實施例對本發(fā)明進行具體的描述。有必要在此指出的是本實 施例只用于對本發(fā)明進行進一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限 制，該領域的技術熟練人員可以根據(jù)上述發(fā)明的內(nèi)容做出一些非本質(zhì)的改 進和調(diào)整。
實施例1 按照如下方法制備PS種子微球
稱取體積濃度為95%的乙醇水溶液60g，PVP(聚乙烯吡咯垸酮)1.2g， AIBN (偶氮二異丁腈)0.3 g，苯乙烯30g，混合均勻后置于在裝有機械攪 拌、回流冷凝管、氮氣保護的三口瓶中7(TC水浴聚合8h，待反應完成后冷 卻、靜置。將反應得到的乳液，以4000 r/min轉速進行離心沉降，傾去上 層清液，加入無水乙醇經(jīng)超聲分散，然后再離心；如此反復洗滌3次，以 除去未反應的單體和分散穩(wěn)定劑。在60。C真空下干燥8h，即得白色粉末狀 產(chǎn)品PS種子微球。該苯乙烯種子微球的粒徑為2.1 pm，分布指數(shù)為3.2%。
預溶脹
取上述PS種子微球0.7g，和DBP (臨苯二甲酸二丁酯)1.4g分別加 入到25 g含SDS (十二垸基硫酸鈉)0.25% (wt)的水溶液中，分別超聲 乳化20 min和50 miii，將乳化液轉移到裝有機械攪拌、回流冷凝管、氮氣保護的三口瓶中攪拌，35。C下溶脹6h，制得脹大后的聚苯乙烯初級微球(單 分散粒度5nm)。
第二單體溶脹和聚合反應
取GMA (甲基丙烯酸縮水甘油酯)7g， BPO (過氧化二苯甲酰)0.14 g混合溶解后加入到145g含SDS (十二烷基硫酸鈉)0.25% (wt)水溶液 中，超聲乳化15 min，將此乳化液緩慢滴加入上述預溶脹所制得的聚苯乙 烯初級微球懸浮液中，在35"C下攪拌溶脹12 h。稱取0.3 g PVP溶解在50 ml 聚乙烯醇含量0.5。/。的水溶液中，將此穩(wěn)定劑溶液添加到反應器中，然后在 8(TC下聚合反應8h，聚合產(chǎn)物經(jīng)無水乙醇洗滌后即得到8.5 pm粒度單分散， 含有環(huán)氧基團的大粒徑聚苯乙烯樹脂，產(chǎn)率為95%。產(chǎn)物的紅外圖譜見圖 1，圖1中，A點為環(huán)氧環(huán)的振動峰。
光學顯微鏡照片見圖2。
微球的粒度分布指數(shù)為3.2%，環(huán)氧值為0.13 mo1/ 100g。
實施例2
制備PMMA種子微球
將1.5 g分散劑PVP(聚乙烯吡咯烷酮)，10 g單體MMA (甲基丙烯酸 甲酯)，O.lg引發(fā)劑AIBN (偶氮二異丁腈)，溶于乙醇和水組成的混合溶劑 中(乙醇水=11: 9)，投入裝有攪拌器，回流冷凝管和氮氣保護裝置的 三口燒瓶中，在7(TC下反應6h，反應結束后冷卻，靜置，然后以3000r/min 轉速進行離心沉降，傾去上層清液，加入無水乙醇洗滌，然后再離心；如 此反復洗滌3次，以除去未反應的單體，低聚物和分散穩(wěn)定劑，最后在6(TC 真空下千燥24h，即得白色粉末狀產(chǎn)品PMMA種子微球，備用。取上述PMMA微球0.7 g和DBP (甲基丙烯酸縮水甘油酯)0.1 g分別 加入到25 g含SDS (十二垸基硫酸鈉)0.3% (wt)水溶液中，分別超聲 乳化20min，將乳化液混合于一起攪拌，在35。C下溶脹12h，制得初級脹 大后的聚苯乙烯微球(4.5 pm)。取GMA (甲基丙烯酸縮水甘油酯)3.5 g， BPO (過氧化二苯甲酰)0.07 g混合溶解后加入到100 g含SDS (十二烷 基硫酸鈉)0.3% (wt)水溶液中超聲乳化30min，之后緩慢滴加入體系中， 繼續(xù)溶漲12 h。將0.3 g聚乙烯吡咯烷酮溶于50 ml聚乙烯醇質(zhì)量分數(shù)為0.5 %的水溶液中，加入到反應體系中，升溫到80"C聚合5h，合成得到6.5pm 粒度單分散、含有環(huán)氧基團的大粒徑聚甲基丙烯酸甲酯樹脂產(chǎn)物，產(chǎn)率為 94%。
微球的粒度分布指數(shù)為5.4%，環(huán)氧值約為0.16mo1/ 100g。
實施例3
取實施例1制備的PS種子微球0.7 g和DBP(甲基丙烯酸縮水甘油酯) 0.07 g分別加入到30 g含SDS (十二烷基硫酸鈉)0.2% (wt)水溶液中， 分別超聲乳化55min，將乳化液混合于一起在裝有機械攪拌、回流冷凝管、 氮氣保護的三口瓶中攪拌，在35。C下溶脹12h，制得初級脹大后的聚苯乙 烯微球(4.8 pm)。取GMA (甲基丙烯酸縮水甘油酯)0.7 g， BPO (過氧 化二苯甲酰)0.035 g混合溶解后加入到140 g含SDS (十二垸基硫酸鈉) 0.2% (wt)水溶液中超聲乳化20min，之后緩慢滴加入體系中，繼續(xù)溶漲6 h后加入0.7 g聚乙烯吡咯烷酮，升溫到6(TC,聚合8 h，合成得到7 pm粒度 單分散、含有環(huán)氧基團的大粒徑聚苯乙烯樹脂，產(chǎn)率為93%。 微球的粒度分布指數(shù)為6.1%，環(huán)氧值約為0.21 mo1/ 100g。實施例4
取實施例2制備的PMMA種子微球0.5 g和DBP (甲基丙烯酸縮水甘 油酯)0.01 g分別加入到20 g含SDS (十二烷基硫酸鈉)0.4% (wt)水 溶液中分別超聲乳化40 min和20 min，將乳化液混合于一起在裝有機械攪 拌、回流冷凝管、氮氣保護的三口瓶中攪拌，在35。C下溶脹12h，制得初 級脹大后的聚苯乙烯微球(5 pm)。取GMA (甲基丙烯酸縮水甘油酯)5 g， BPO (過氧化二苯甲酰)0.05 g混合溶解后加入到140 g含SDS (十二烷 基硫酸鈉)0.4% (wt)水溶液中，超聲乳化15 min，之后緩慢滴加入體系 中，繼續(xù)溶漲10h后加入0.5g聚乙烯吡咯烷酮，升溫到80。C聚合8h，合 成出8 pm粒度單分散、含有環(huán)氧基團的大粒徑聚苯乙烯樹脂，產(chǎn)率為90
微球的粒度分布指數(shù)為4.9%，環(huán)氧值約為0.17 mol / 100g。
實施例5
取實施例1制備的PS種子微球1 g，DBP(甲基丙烯酸縮水甘油酯)0.02 g分別加入到25 g SDS (十二烷基硫酸鈉)0.25。/c)(wt)水溶液中，超聲乳化 30min，將乳化液在裝有機械攪拌、回流冷凝管、氮氣保護的三口瓶中攪拌， 取GMA (甲基丙烯酸縮水甘油酯)7g， BPO (過氧化二苯甲酰)0.14 g混 合溶解后加入到140g含SDS (十二烷基硫酸鈉)0.25% (wt)水溶液中， 超聲乳化25 min，然后緩慢滴加入體系中，繼續(xù)溶漲12 h后加入0.5 g聚乙 烯吡咯垸酮，升溫到9CTC聚合5 h合成出6 pm粒度單分散，含有環(huán)氧基團 的大粒徑聚苯乙烯樹脂，產(chǎn)率為91%。
微球的粒度分布指數(shù)為6.8%，環(huán)氧值約為0.23 mol / 100g。
權利要求
1.含有環(huán)氧基團的大粒徑單分散高分子微球，其特征在于，所說的微球的表面含有環(huán)氧基團，微球的直徑為5～10μm，粒度分布指數(shù)小于10％。
2. 根據(jù)權利要求1所述的含有環(huán)氧基團的大粒徑單分散高分子微球， 其特征在于，微球的環(huán)氧值為0.1mol/100g 0.5mol/100g。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的含有環(huán)氧基團的大粒徑單分散高分子微 球，其特征在于，所說的高分子為聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯或聚丙烯 酸丁酯中的一種以上。
4. 根據(jù)權利要求l、 2或3所說的含有環(huán)氧基團的大粒徑單分散高分 子微球的制備方法，其特征在于，包括如下步驟(1) 種子微球的預溶脹 將種子微球和助溶脹劑加入表面活性劑水溶液中，分散，然后溶脹5 12h，得到預溶脹后的初級粒子懸浮液；種子微球的直徑為1 3.5 fxm;分散系數(shù)為0.1 4%;.助溶脹劑.*種子微球=0: 1 2: 1，質(zhì)量比； 所說的助溶脹劑為硬脂酸辛酯，鄰苯二甲酸二丁酯或十六垸中的一種 或一種以上。(2) 第二單體的溶脹 將溶解有引發(fā)劑的第二單體溶液加入分散劑水溶液中，攪拌乳化，然后加入步驟(1)的初級粒子懸浮液中，繼續(xù)溶脹5 12 h，得到第二單體 溶脹的微球懸浮液；所說的第二單體可以選自苯二甲酸縮水甘油酯，甲基丙烯酸縮水甘油酯或四氫臨苯二甲酸縮水甘油酯中的一種或一種以上； (3)聚合反應將穩(wěn)定劑加入到步驟(2)得到的含有第二單體溶脹后微球的懸浮液中， 50'C 9(TC聚合反應5 8h，然后從反應產(chǎn)物中收集所說的含有環(huán)氧基團的 大粒徑、單分散高分子微球；所說的穩(wěn)定劑選自聚乙烯醇，碳酸鈣或者聚乙烯吡咯烷酮中的一種或 一種以上，用量為第二單體質(zhì)量的0.1 1倍。
5. 根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，所說的 表面活性劑選自十二烷基硫酸鈉，十二烷基苯磺酸鈉或二丁基萘磺酸鈉中 的一種或一種以上；表面活性劑水溶液中，表面活性劑的質(zhì)量濃度為0.1% 1%; 種子微球在懸浮液中的質(zhì)量濃度為1% 10%。
6. 根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，步驟(2)中，溶脹溫 度為20 50°C。
7. 根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，步驟(2)中，第二單體種子微球=1: 1 10: 1，質(zhì)量比；所說的引發(fā)劑選自偶氮二異丁腈，堿氏磷酸鈣和聚乙烯醇及十二烷基 苯磺酸鈉或過氧化二苯甲酰的一種或一種以上，優(yōu)選的質(zhì)量用量為第二單 體用量的1% 5%;所說的分散劑選自十二烷基硫酸鈉，十二烷基苯磺酸 鈉或二丁基萘磺酸鈉中的一種或一種以上，其質(zhì)量濃度為0.2~0.4%，用量為單體質(zhì)量用量的25 200倍。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種含有環(huán)氧基團的大粒徑單分散高分子微球及其制備方法，所說的微球的表面含有環(huán)氧基團，微球的直徑為5～10μm，粒度分布指數(shù)小于10％。本發(fā)明的方法，以聚苯乙烯或者聚甲基丙烯酸甲酯為種子，以甲基丙烯酸縮水甘油酯為第二單體，進行活化溶脹聚合，所說的微球，比表面積大、吸附性強、凝集作用大和表面反應能力強的材料，以及其上的功能性基團-環(huán)氧基的存在使得其在標準計量、免疫技術、臨床檢驗和診斷、細胞學研究以及血液循環(huán)等生物、醫(yī)學領域中具有廣泛的應用，尤其是在某些高新技術領域中有著廣闊的應用前景。
文檔編號A23J1/06GK101306352SQ200810033240
公開日2008年11月19日 申請日期2008年1月30日 優(yōu)先權日2008年1月30日
發(fā)明者吳秋芳, 孔凡滔, 張曉寧, 楊景輝, 剛 陳, 馬新勝 申請人:上海華明高技術(集團)有限公司