一種新型磁性瓊脂糖微球的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明揭示了一種新型磁性瓊脂糖微球，與其它磁性瓊脂糖微球相比，其具有如下特點：首先，采用具有高飽和磁化強度的超順磁性Fe3O4顆粒作為磁性物質(zhì)，保證其具有高的磁響應(yīng)性能和超順磁性；其次，在超順磁性Fe3O4顆粒外包覆具有化學(xué)惰性、親水性和生物相容性的殼層形成核/殼結(jié)構(gòu)的磁核，然后再將磁核填充在瓊脂糖微球內(nèi)得到磁性瓊脂糖微球。本發(fā)明解決了磁性瓊脂糖微球磁響應(yīng)性能差或者容易在磁場中磁化產(chǎn)生剩磁的問題，通過在Fe3O4顆粒包覆具有化學(xué)惰性、親水性和生物相容性的殼層，使得Fe3O4顆粒耐酸堿、耐氧化性及耐其它溶劑性能顯著提高，并保證磁性瓊脂糖微球具有良好生物相容性，極大提高了實際應(yīng)用性能。
【專利說明】一種新型磁性瓊脂糖微球
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新型磁性瓊脂糖微球，屬于生物材料領(lǐng)域，尤其是生物分子的分離純化領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來磁性多糖微球在生物、化學(xué)、制藥及醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域應(yīng)用日趨廣泛，其主要應(yīng)用包括蛋白、抗體、酶等生物分子的分離純化、靶向藥物、免疫檢測、細(xì)胞分離、化學(xué)分析等。瓊脂糖凝膠是天然多糖類層析介質(zhì)，它具有理想介質(zhì)的許多特性，比如:高親水性、多孔性、含較多可活化羥基、不與生物大分子發(fā)生非特異性吸附等，是迄今為止應(yīng)用最廣泛的一種層析介質(zhì)。由于瓊脂糖上含有較多的可活化羥基，可以在一定的條件下接入不同的配基作為親和層析、疏水和離子交換色譜的介質(zhì)。其分離對象涉及蛋白質(zhì)、核酸、肽類、糖類等水溶性生化物質(zhì)，因此磁性瓊脂糖微球是一種具有廣泛應(yīng)用前景的磁性微球。
[0003]現(xiàn)有的磁性瓊脂糖微球，主要是通過反相懸浮法，將納米Fe3O4、納米Fe、微米級不銹鋼顆粒和銣鐵硼合金顆粒等磁性物質(zhì)包埋在瓊脂糖內(nèi)部而制得。在實際使用過程中存在下述不足:
⑴由于瓊脂糖殼層是多孔的，以納米Fe3O4和納米Fe做為磁性物質(zhì)包埋在瓊脂糖內(nèi)形成磁性瓊脂糖微球，由于納米Fe3O4和納米Fe粒徑小，表面積大，在外界酸性條件下易與酸反應(yīng)造成鐵泄漏，導(dǎo)致磁性下降，同時二者在保存和使用過程中與氧化性物質(zhì)接觸容易被氧化而導(dǎo)致使用性能下降，故其耐酸性和耐氧化性差，限制了其實際應(yīng)用；
⑵以微米級不銹鋼顆粒和銣鐵硼合金顆粒做為磁性物質(zhì)包埋在瓊脂糖內(nèi)形成磁性瓊脂糖微球，雖然耐酸堿及耐氧化性有所提高，但因顆粒粒徑大，密度大，非常容易沉降，主要應(yīng)用在膨脹床領(lǐng)域，應(yīng)用范圍窄，并且易在磁場中磁化而具有剩磁，導(dǎo)致磁性瓊脂糖微球間易磁吸團聚，不易分散；
⑶應(yīng)用于生物、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域時，如果采用瓊脂糖直接包埋納米Fe3O4、納米Fe、微米級的不銹鋼顆粒和銣鐵硼合金顆粒等磁性物質(zhì)，由于里面包埋的磁性物質(zhì)生物相容性較差，在使用過程中，生物分子會通過瓊脂糖殼層上的孔道進入微球內(nèi)部并直接與包埋的磁性物質(zhì)接觸，從而導(dǎo)致某些生物分子失活或者造成較強的非特異性吸附。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種解決上述技術(shù)問題的新型磁性瓊脂糖微球，具有耐酸，耐氧化，生物相容性好、高飽和磁化強度和超順磁性等特點。本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案達成:
一種新型磁性瓊脂糖微球，以具有高飽和磁化強度的超順磁性Fe3O4顆粒作為磁性物質(zhì)，在所述超順磁性Fe3O4顆粒外包覆具有化學(xué)惰性、親水性和生物相容性的殼層形成核/殼結(jié)構(gòu)的磁核，然后再將磁核填充在瓊脂糖微球內(nèi)形成磁性瓊脂糖微球。
[0005]本發(fā)明進一步地，所述Fe3O4顆粒的飽和磁化強度大于50emu/g，且具有超順磁性。[0006]本發(fā)明進一步地，所述殼層包括無機物殼層或高分子聚合物殼層，優(yōu)選地，所述無機物殼層包括SiO2，所述高分子聚合物殼包括聚甲基丙烯酸縮水甘油酯、聚苯乙烯-甲基丙烯酸縮水甘油酯或聚羥乙基甲基丙烯酸酯。
[0007]本發(fā)明進一步地，所述超順磁性Fe3O4顆粒與所述殼層的質(zhì)量比1:1~9:1，瓊脂糖與核/殼結(jié)構(gòu)的磁核質(zhì)量比為1:1~10:1。
[0008]本發(fā)明進一步地,所述核/殼結(jié)構(gòu)的磁核的粒徑在0.3Mm~2 μ m之間，其飽和磁化強度大于55emu/g。
[0009]本發(fā)明進一步地,所述新型磁性瓊脂糖微球的粒徑在20Mm~165Mm之間。
[0010]本發(fā)明的應(yīng)用施行，其顯著的技術(shù)效果體現(xiàn)在:
①本發(fā)明采用具有高飽和磁化強度的超順磁性Fe3O4顆粒作為磁性物質(zhì)，改善了原有技術(shù)制備的磁性瓊脂糖微球磁響應(yīng)性能差或者容易在磁場中磁化產(chǎn)生剩磁的問題；
②通過在磁性Fe3O4表面引入一層具有化學(xué)惰性、親水性及生物相容性良好的殼層，使得磁性瓊脂糖耐酸堿、耐氧化性及耐其它溶劑性能顯著提高，同時改善了磁核的生物相容性，保證整個磁性瓊脂糖微球都具有良好的生物相容性，具有良好的應(yīng)用前景。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明新型磁性瓊脂糖微球的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明新型磁性瓊脂糖微球的顯微鏡照片圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖與具 體實施例對本發(fā)明進行說明，所舉的實施例僅是對本發(fā)明產(chǎn)品或方法作概括性例示，有助于更好地理解本發(fā)明，但并不會限制本發(fā)明范圍。下述實施例中所述實驗方法，如無特殊說明，均為常規(guī)方法，所述材料，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑獲得。
[0013]本發(fā)明涉及一種新型磁性瓊脂糖微球，以具有高飽和磁化強度的超順磁性Fe3O4顆粒作為磁性物質(zhì)，使得最終制備得到的磁性瓊脂糖微球具有高飽和磁化強度和超順磁性，這樣既能保證其具有極快的磁響應(yīng)時間，又能保證其在磁場中不被磁化而產(chǎn)生剩磁。
[0014]如圖1所示，為本發(fā)明新型磁性瓊脂糖微球的結(jié)構(gòu)示意圖，所述Fe3O4/ SiO2磁核的飽和磁化強度大于70emu/g，具有超順磁性，在所述超順磁性Fe3O4顆粒外包覆具有化學(xué)惰性、親水性和生物相容性的殼層而形成磁核，所述殼層的材料包括無機物或高分子聚合物。優(yōu)選地，所述無機物包括但不限于SiO2，所述高分子聚合物包括但不限于聚甲基丙烯酸縮水甘油酯、聚苯乙烯-甲基丙烯酸縮水甘油酯或聚羥乙基甲基丙烯酸酯。
[0015]上述殼層可以有效的保護其內(nèi)包覆的磁性物質(zhì)，提高磁性瓊脂糖微球的耐酸堿性、耐氧化性及耐受其它溶劑的性能；避免使用過程中鐵泄漏或者因氧化而造成磁性降低；同時由于殼層具有親水性，能夠與后續(xù)包被的親水性瓊脂糖層很好的相容，利于磁性物質(zhì)在其內(nèi)均勻分散，如圖2所示；另外殼層還具有良好的生物相容性，使得本發(fā)明在后續(xù)生物分子分離純化過程中，不會使生物分子失活，也不會造成非特異性吸附。
[0016]在所述磁核外還包覆有瓊脂糖層，瓊脂糖與核/殼結(jié)構(gòu)的磁核質(zhì)量比為1:1~10:1,所述超順磁性Fe3O4顆粒與所述殼層的質(zhì)量比1:1~9:1。具體地,所述核/殼結(jié)構(gòu)的磁核的粒徑在0.3μηι~2 μ m之間,其飽和磁化強度大于55emu/g。由上,本發(fā)明最終制得的新型磁性瓊脂糖微球的粒徑在20Mm~165Mm之間。
[0017]【實施例1】
以Fe304/Si02為磁核的磁性瓊脂糖微球的制備:
用500mL量筒量取400mL環(huán)己烷加入1000mL三口燒瓶中，然后再加入4mL司班85，將三口燒瓶置于60°C恒溫水浴中，電動機械攪拌30min。
[0018]用分析天平稱取6.0g瓊脂糖粉加入500mL錐形瓶中，然后加入100mLFe304/Si02含量為5mg/mL的水溶液，將上述溶液加熱溶解；調(diào)整上述環(huán)己烷油相中的攪拌速度為1600rpm，將制備得到的含有Fe304/Si02的瓊脂糖溶液緩慢加入環(huán)己烷油相中，加完后保持1600rpm的轉(zhuǎn)速攪拌60min，最后停止水浴加熱，將水浴鍋中的熱水抽出，加入冰水冷卻IOmin使得微球固化，固化后的微球經(jīng)洗滌凈化后得到粒徑為20Mm~165Mm的磁性瓊脂糖微球。
[0019]【實施例2】
以Fe304/PGMA (聚甲基丙烯酸縮水甘油酯)為磁核的磁性瓊脂糖微球的制備:
參考實施例1的方式用Fe304/PGMA代替Fe304/Si02作為磁核可得到粒徑為20Mm~165Mm的包埋Fe304/PGMA的磁性瓊脂糖微球。
[0020]【實施例3】
以Fe304/Si02為磁核 的磁性瓊脂糖微球的制備:
用500mL量筒量取400mL環(huán)己烷加入1000mL三口燒瓶中，然后再加入8mL司班85，將三口燒瓶置于70°C恒溫水浴中，電動機械攪拌30min。
[0021]用分析天平稱取6.0g瓊脂糖粉加入500mL錐形瓶中，然后加入IOOmL Fe304/Si02含量為5mg/mL的水溶液，加熱溶解；最后調(diào)整上述環(huán)己烷油相中的攪拌速度為2000rpm，將制備得到的瓊脂糖溶液緩慢加入油相中，加完后保持2000rpm的轉(zhuǎn)速攪拌60min,最后停止水浴加熱，將水浴鍋中的熱水抽出，加入冰水冷卻IOmin使得微球固化，固化后的微球經(jīng)洗滌凈化后得到粒徑為20Mm~75Mm的磁性瓊脂糖微球。
[0022]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以作出若干改進和變型，這些改進和變型也應(yīng)該視為本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種新型磁性瓊脂糖微球，其特征在于: 以具有高飽和磁化強度的超順磁性Fe3O4顆粒作為磁性物質(zhì)，在所述超順磁性Fe3O4顆粒外包覆具有化學(xué)惰性、親水性和生物相容性的殼層形成核/殼結(jié)構(gòu)的磁核，然后再將磁核填充在瓊脂糖微球內(nèi)形成磁性瓊脂糖微球。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型磁性瓊脂糖微球，其特征在于:所述Fe3O4顆粒的飽和磁化強度大于70emu/g，且具有超順磁性。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型磁性瓊脂糖微球，其特征在于:所述殼層包括無機物殼層或高分子聚合物殼層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種新型磁性瓊脂糖微球，其特征在于:所述無機物殼層包括S i O2層。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種新型磁性瓊脂糖微球，其特征在于:所述高分子聚合物殼層包括聚甲基丙烯酸縮水甘油酯、聚苯乙烯-甲基丙烯酸縮水甘油酯或聚羥乙基甲基丙稀Ife酷。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型磁性瓊脂糖微球，其特征在于:所述超順磁性Fe3O4顆粒與所述殼層的質(zhì)量比1:1~9: 1，所述瓊脂糖與所述核/殼結(jié)構(gòu)的磁核質(zhì)量比為1:1~10:1。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型磁性瓊脂糖微球，其特征在于:所述核/殼結(jié)構(gòu)的磁核的粒徑在0.3Mm~2 μ m之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型磁性瓊脂糖微球，其特征在于:所述核/殼結(jié)構(gòu)的飽和磁化強度大于55emu/g。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型磁性瓊脂糖微球，其特征在于:所述新型磁性瓊脂糖微球的粒徑在20Mm~165Mm之間。
【文檔編號】C08J3/12GK103483626SQ201310420312
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月16日
【發(fā)明者】任輝, 秦?zé)? 譚建雄 申請人:海貍納米科技（蘇州）有限公司