一種表面負(fù)載酪蛋白的聚苯乙烯微球的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種表面負(fù)載酪蛋白的聚苯乙烯微球的制備方法，包括如下步驟：在弱堿性條件下溶解酪蛋白水溶液，配制水溶液并調(diào)節(jié)其pH值；在苯乙烯單體中加入少量共聚單體二乙烯基苯，然后加入適量聚合引發(fā)劑并溶解；將適量的事先配制好的上述兩種組分加入聚合裝置，在一定的攪拌速度下混合、乳化均勻；給上述乳液升溫至反應(yīng)溫度進(jìn)行聚合反應(yīng)，過濾、洗滌、干燥后得到微球產(chǎn)品。利用本發(fā)明提供的技術(shù)方法使酪蛋白大分子鑲嵌于微球表面，通過工藝配比及聚合條件的改變實(shí)現(xiàn)微球表面負(fù)載量的可控調(diào)節(jié)。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及高分子材料領(lǐng)域，特別涉及一種表面負(fù)載酪蛋白的功能性高分子微球 的制備方法。 一種表面負(fù)載酪蛋白的聚苯乙烯微球的制備方法

【背景技術(shù)】
[0002] 聚合物微球自面世以來一直強(qiáng)烈吸引著眾多研究者的目光，目前已被廣泛地應(yīng)用 在很多科研與工業(yè)制造領(lǐng)域，特別是在生命科學(xué)與醫(yī)藥制造方面聚合物微球扮演著越來越 重要的角色。近年來，在聚合物微球的表面引入功能性基團(tuán)（如親水性的羥基、羧基與醛基 等）以改變表面性質(zhì)或引進(jìn)一些新的功能，引起了研究者廣泛的關(guān)注。
[0003] 目前聚合物微球?qū)崿F(xiàn)功能化主要采用共聚的技術(shù)路線，即將含有所需官能團(tuán)的不 同聚合單體進(jìn)行共聚，可以通過選擇合適的單體、設(shè)計(jì)合適的單體配比、控制聚合反應(yīng)條件 等對(duì)合成的微球功能進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟眉?；而?duì)于事先合成或商業(yè)購買的聚合物微球可以通過 表面化學(xué)改性來實(shí)現(xiàn)表面功能化。但這些方法都有共同的缺點(diǎn)，其一是聚合反應(yīng)體系復(fù)雜、 反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、產(chǎn)量低，二是常用的微球表面化學(xué)改性方法中大都使用了有毒、危險(xiǎn)化學(xué)試 齊LI，且反應(yīng)條件苛刻，不易操作。
[0004] 通過物理吸附作用也可以將功能化基團(tuán)引入聚合物微球的表面。Coombes AGA等 利用乳液/溶劑揮發(fā)的方法制備了聚(乳酸-乙交酯)(P〇ly (lactice-co-glycolide)，PLG) 微球，將ΡΕ0-ΡΡ0大分子吸附在PLG微球的表面；Mark E. Keegen等人利用相同的方法制 備了聚（乳酸-輕基乙酸）（p〇ly(lactice-co_glycolic acid，PLGA)微球，使用乙烯醇與 馬來酸的交替共聚物（P〇ly(ethylene alt-maleic acid,ΡΕΜΑ)吸附在微球表面，獲得了高 密度的羧基基團(tuán)。由于分子間的范德華引力相對(duì)較弱，僅依靠物理吸附不太可靠，對(duì)微球的 表面吸附量控制有一定的限制，主要表現(xiàn)在吸附量非常有限，而且在儲(chǔ)運(yùn)、使用過程中會(huì)發(fā) 生脫附，給微球的使用帶來很多麻煩。
[0005] 因此，探討一種新型的制備表面功能化高分子微球的方法是待解決的關(guān)鍵問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 發(fā)明目的：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種表面負(fù)載酪蛋白的 聚苯乙烯微球的制備方法，使高分子微球表面負(fù)載功能性基團(tuán)并實(shí)現(xiàn)負(fù)載量的可控調(diào)節(jié)。
[0007] 技術(shù)方案：一種表面負(fù)載酪蛋白的聚苯乙烯微球的制備方法，包括如下步驟： (1) 在弱堿性條件下溶解酪蛋白水溶液，配制水溶液并調(diào)節(jié)其pH值； (2) 在苯乙烯單體中加入少量共聚單體二乙烯基苯，然后加入適量聚合引發(fā)劑并溶 解； (3) 將適量的事先配制好的上述兩種組分加入聚合裝置，在一定的攪拌速度下混合、乳 化均勻； (4) 給上述乳液升溫至反應(yīng)溫度進(jìn)行聚合反應(yīng)，過濾、洗滌、干燥后得到微球產(chǎn)品。
[0008] 作為優(yōu)化：所述酪蛋白水溶液的質(zhì)量百分比的濃度為19Γ3%，pH值為7. 2~8. 5。
[0009] 作為優(yōu)化：所述的二乙烯基苯與苯乙烯的質(zhì)量比為0. 04、. 1。
[0010] 作為優(yōu)化：所述聚合引發(fā)劑為油溶性引發(fā)劑。
[0011] 作為優(yōu)化：所述油溶性引發(fā)劑為過氧化苯甲酰。
[0012] 作為優(yōu)化：所述聚合反應(yīng)為懸浮聚合，酪蛋白大分子本身具有優(yōu)良的雙親性，因此 除酪蛋白分子外聚合體系內(nèi)不加任何其它表面活性劑及懸浮劑，酪蛋白大分子在反應(yīng)結(jié)束 時(shí)固載在微球的表面。
[0013] 作為優(yōu)化：所述過氧化苯甲酰的加入量為0. 8-1. 6g/100g的苯乙烯。
[0014] 作為優(yōu)化：所述聚合反應(yīng)溫度為70-76°C。
[0015] 有益效果：本發(fā)明通過改變酪蛋白濃度來調(diào)節(jié)聚合反應(yīng)前單體液滴表面吸附的 蛋白分子量，通過改變引發(fā)劑加入量與聚合反應(yīng)溫度來調(diào)節(jié)聚合反應(yīng)速率和微球的成型速 率，從而實(shí)現(xiàn)表面蛋白負(fù)載量的控制。
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的有益之處在于：本發(fā)明采用簡(jiǎn)單的懸浮聚合方法，只 使用酪蛋白作為乳化劑，不使用其它合成表面活性劑與無機(jī)、有機(jī)懸浮劑，通過聚合反應(yīng)酪 蛋白大分子牢固鑲嵌在微球表面而非物理吸附于其表面； 酪蛋白大分子上含有豐富的羥基、羧基、氨基等活潑的基團(tuán)，使微球表面功能化； 利用本發(fā)明的方法可以制得表面酪蛋白分子負(fù)載量可控的功能性微球。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例技術(shù)方案制備的表面負(fù)載酪蛋白分子聚苯乙烯微球表面C元 素分析（XPS)圖譜； 圖2為本發(fā)明實(shí)施例技術(shù)方案制備的表面負(fù)載酪蛋白分子聚苯乙烯微球表面0元素分 析（XPS)圖譜； 圖3為本發(fā)明實(shí)施例技術(shù)方案制備的表面負(fù)載酪蛋白分子聚苯乙烯微球表面N元素分 析（XPS)圖譜。

【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。 實(shí)施例
[0019] 一種表面負(fù)載酪蛋白的聚苯乙烯微球的制備方法，包括如下步驟： (1) 將1. 5g酪蛋白與0. 05g碳酸鈉加入到50ml去離子水中，攪拌下于50°C溶解，用 0. 1M的鹽酸調(diào)節(jié)溶液pH值為7. 8 ; (2) 將0. lg過氧化苯甲酰（BP0)溶解在11. 4g苯乙烯與0. 6g二乙烯基苯的混合液中； (3) 將上述兩種組分加入帶攪拌的三口燒瓶?jī)?nèi)，攪拌20分鐘形成0/W型白色乳液； (4) 緩慢升溫至72°C，進(jìn)行聚合反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間5小時(shí)，反應(yīng)過程中單體液滴逐漸變成 固體微球并將表面鑲嵌的酪蛋白疏水鏈段部分包埋，實(shí)現(xiàn)大分子的負(fù)載； (5) 反應(yīng)結(jié)束后，將微球過濾或離心分離，用去離子水清洗三次后置于2% (Wt%)十二烷 基硫酸鈉（SDS)水溶液中，室溫下電磁攪拌12小時(shí)。經(jīng)SDS處理過的微球粒子再經(jīng)清水洗 滌三次，50°C下真空干燥便制得微球產(chǎn)品。
[0020] 用SDS水溶液處理微球的目的在于將吸附于微球表面的酪蛋白分子去除，但在 聚合過程中鑲嵌于微球表面的酪蛋白分子卻依然存留。將得到的微球進(jìn)行表面元素分析 (XPS)，參見附圖1-3,它是按本例技術(shù)方案制備的表面負(fù)載酪蛋白分子聚苯乙烯微球表面 元素分析（XPS)圖譜。從圖中可看出，微球表面除了含有大量C元素外，還含有較多的0、S 元素。
[0021] 對(duì)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)明原理的前提下，還可以做 出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0022] 本發(fā)明通過改變酪蛋白濃度來調(diào)節(jié)聚合反應(yīng)前單體液滴表面吸附的蛋白分子量， 通過改變引發(fā)劑加入量與聚合反應(yīng)溫度來調(diào)節(jié)聚合反應(yīng)速率和微球的成型速率，從而實(shí)現(xiàn) 表面蛋白負(fù)載量的控制。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的有益之處在于：本發(fā)明采用簡(jiǎn)單的懸 浮聚合方法，只使用酪蛋白作為乳化劑，不使用其它合成表面活性劑與無機(jī)、有機(jī)懸浮劑， 通過聚合反應(yīng)酪蛋白大分子牢固鑲嵌在微球表面而非物理吸附于其表面；酪蛋白大分子上 含有豐富的羥基、羧基、氨基等活潑的基團(tuán)，使微球表面功能化；利用本發(fā)明的方法可以制 得表面酪蛋白分子負(fù)載量可控的功能性微球。
【權(quán)利要求】
1. 一種表面負(fù)載酪蛋白的聚苯乙烯微球的制備方法，其特征在于：包括如下步驟： (1) 在弱堿性條件下溶解酪蛋白水溶液，配制水溶液并調(diào)節(jié)其pH值； (2) 在苯乙烯單體中加入少量共聚單體二乙烯基苯，然后加入適量聚合引發(fā)劑并溶 解； (3) 將適量的事先配制好的上述兩種組分加入聚合裝置，在一定的攪拌速度下混合、乳 化均勻； (4) 給上述乳液升溫至反應(yīng)溫度進(jìn)行聚合反應(yīng)，過濾、洗滌、干燥后得到微球產(chǎn)品。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面負(fù)載酪蛋白的聚苯乙烯微球的制備方法，其特征在于： 所述酪蛋白水溶液的質(zhì)量百分比的濃度為1%~3%，pH值為7. 2~8. 5。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面負(fù)載酪蛋白的聚苯乙烯微球的制備方法，其特征在于： 所述的二乙烯基苯與苯乙烯的質(zhì)量比為〇. 04、. 1。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面負(fù)載酪蛋白的聚苯乙烯微球的制備方法，其特征在于： 所述聚合引發(fā)劑為油溶性引發(fā)劑。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的表面負(fù)載酪蛋白的聚苯乙烯微球的制備方法，其特征在于： 所述油溶性引發(fā)劑為過氧化苯甲酰。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面負(fù)載酪蛋白的聚苯乙烯微球的制備方法，其特征在于： 所述聚合反應(yīng)為懸浮聚合，酪蛋白大分子本身具有優(yōu)良的雙親性，因此除酪蛋白分子外聚 合體系內(nèi)不加任何其它表面活性劑及懸浮劑，酪蛋白大分子在反應(yīng)結(jié)束時(shí)固載在微球的表 面。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的表面負(fù)載酪蛋白的聚苯乙烯微球的制備方法，其特征在于： 所述過氧化苯甲酰的加入量為0. 8-1. 6g/100g的苯乙烯。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面負(fù)載酪蛋白的聚苯乙烯微球的制備方法，其特征在于： 所述聚合反應(yīng)溫度為70-76°C。
【文檔編號(hào)】C08F2/18GK104084097SQ201410337915
【公開日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年7月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月16日
【發(fā)明者】艾亞菲, 楊曉紅, 張煒棟, 夏婷婷 申請(qǐng)人:江蘇工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院