分子印跡聚合物磁性復合微球及其反相乳液聚合與懸浮聚合的復合制備方法技術

本發明專利技術涉及一種分子印跡聚合物磁性復合微球及其反相乳液聚合與懸浮聚合的復合制備方法。根據分子印跡技術的原理，以不同的物質做為模板分子（印跡分子），不同的單體做為功能單體和聚合物母體材料，不同的金屬（或其氧化物）粉末做為磁性組分，采用反相乳液聚合與懸浮聚合的復合制備方法制得對印跡分子具有專一識別性能并具有“動態”特性的分子印跡聚合物磁性復合微球。該產品可用于相似化合物的分離、手性化合物的分離、副產物的分離、痕量化合物的分離和富集等許多分離領域，比以往分離技術更加精確，并使以往的分離過程大大簡化。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于材料科學與工程和生物分離工程領域，特別涉及一種。
技術介紹
分子印跡技術已在許多領域，諸如相似化合物的分離、抗體結合模擬、酶模擬、生物模擬傳感器等很多方面得到了廣泛而深入的研究，以該技術制備的分子印跡聚合物(MIPs)成為新世紀最具潛力的新材料之一。MIPs早期是用本體聚合法制備的(Wulff G.Molecular recognition inpolymers prepared by imprinting with template，polymeric reagents andcatalytics，Am Chem Soc Sym Ser，1986，308(2)186-200)。雖然該法聚合過程很簡單，但后處理過程很煩瑣，須經研磨、篩分、模板分子(也稱印跡分子)的洗脫等過程才能完成，不僅耗時，而且得到的粒子不規則，同時產率只有20％左右。而采用懸浮聚合(Berglund J，Nicholls IA，Lindbladh C.Recognitionin molecularly imprinte polymer-adrenoreceptor mimics，Bioorg Med chemLett，1996，6(18)2237-2242)可以直接制備球形分子印跡聚合物(SMIPs)，且只須經過模板分子的洗脫便可直接使用。由于SMIPs具有形狀規整、比表面大、吸附能力強、粒徑可根據需要進行調整等諸多特性，并具有抗機械、耐高溫高壓等物理性能及抗酸堿、耐多種有機溶劑等良好的化學穩定性和儲存穩定性，因此，非常適合作為分離材料。目前用于生物分離工程領域的分子印跡聚合物微球由于不含磁性組分無法用磁場進行簡單和方便的分離，只能進行靜態分離(D Wistuba，V Schurig.Enantiomer separation of chiral pharmaceuticals by capillaryelectrochromatography，Journal of Chromatography A，2000，875255-276)；若進行動態分離，則需經離心等過程分離SMIPs，操作過程煩瑣、復雜。當在聚合物微球內部埋入磁響應性材料，如鐵、鈷、鎳或其氧化物時，復合微球則具有在外加磁場作用下簡便、快速的磁分離特性(C Bor Fuh，S Y Chen.Magnetic split-flow thin fractionationnew technique for separation ofmagnetically susceptible particles，Journal of Chromatography A，1998，813313-324)。當在SMIPs中埋入磁響應性材料而制得分子印跡聚合物磁性復合微球(MS-SMIPs)后，便可在MS-SMIPs完成對模板分子的“主動”吸附與識別后在外加磁場作用下很容易將其分離出來，達到主動識別和方便分離的目的。
技術實現思路
本專利技術旨在通過反相乳液聚合與懸浮聚合的復合制備方法將分子印跡技術與磁敏感性相結合，賦予分子印跡聚合物微球一定的磁響應性，使制得的分子印跡聚合物磁性復合微球在其完成對模板分子的“主動”吸附與專一性識別后在外加磁場作用下很容易將其分離出來，達到主動識別和方便分離的目的。本專利技術需要解決金屬(或其氧化物)粉末與聚合物的相容性問題，實現聚合物對無機物的包埋，從而賦予聚合物微球一定的磁響應性，并同時完成對模板分子的印跡過程，使磁性復合微球對模板分子具有專一識別性能，達到特定分離的目的。本專利技術根據分子印跡技術的原理，以不同的物質做為模板分子(印跡分子)，不同的單體做為功能單體和聚合物母體材料，不同的金屬(或其氧化物)做為磁性組分，高分子穩定劑為分散劑，采用反相乳液聚合與懸浮聚合的復合制備方法制得對模板分子具有專一識別性能的分子印跡聚合物磁性復合微球。所制得的分子印跡聚合物微球中復合有磁響應性材料。本專利技術實施方法如下1)反相乳液聚合(1)將丙烯酰胺、N，N’-亞甲基雙丙烯酰胺溶于水中，溶解后加入經研磨的磁性粉末，攪拌使其分散；(2)將過硫酸鹽、亞硫酸氫納溶于水中；(3)將非極性溶劑加入反應器中，加入乳化劑，攪拌均勻后加入上述步驟的(1)和(2)的混合液，繼續攪拌；通N2除氧，攪拌，在室溫5～50℃，反應0.5～5h；靜置后，分去上層溶劑得反相乳液A；2)懸浮聚合(1)將引發劑加入單體中，溶解后加入反相乳液A，然后用超聲波分散1～30min，得反相乳液B；(2)將水加入反應器中，然后加入高分子穩定劑，攪拌使其溶解；(3)將模板分子加入水中溶解后加入功能單體，攪拌5～60min后加入反應器中，繼續攪拌；然后加入反相乳液B；升溫，并通氮氣置換除氧，反應結束后，濾除水相部分，得到分子印跡聚合物磁性復合微球；3)模板分子的洗脫將制備的分子印跡聚合物磁性復合微球先用丙酮洗滌，然后用乙醇浸泡5～60min；過濾后用水反復洗滌，濾去水后用20～100ml的體積比為了9∶1～4甲醇和乙酸溶液浸泡、振蕩2～48h；濾去甲醇、乙酸溶液后用蒸餾水反復沖洗至中性，然后于40～90℃用真空烘箱干燥至恒重。其中在反向乳液聚合中單體是丙烯酰胺、N，N’-亞甲基雙丙烯酰胺；磁性粉末是Fe、Co、Ni或其氧化物，或其合金；過硫酸鹽是過硫酸鉀、過硫酸銨；非極性溶劑是甲苯、苯、汽油或煤油等；乳化劑是斯盤、吐溫類。在懸浮聚合中引發劑為偶氮二異丁腈、過氧化苯甲酰、過氧化氫異丙苯和過氧化二異丙苯；單體為苯乙烯、二乙烯苯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、二甲基丙烯酸乙二醇酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸脂、季戊四醇三丙烯酸脂等；高分子穩定劑為羥乙基纖維素、羥丙基纖維素、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸及糊精；模板分子為氨基酸及其衍生物、手性化合物、藥物、殺蟲劑、染料等水溶性有機化合物；功能單體為甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酰胺、N，N’-亞甲基雙丙烯酰胺。本專利技術的分子印跡聚合物磁性復合微球結合了分子印跡聚合物精確的專一性識別特性和磁性復合微球方便的外磁場分離特性雙重功能，將在許多分離領域，如相似化合物的分離、手性化合物的分離、副產物的分離、痕量化合物的分離和富集等方面具有廣闊的應用前景，并使以往煩瑣的分離過程(如高速離心等)大大簡化。而現有用于生物分離工程領域的分子印跡聚合物微球由于不含磁性組分無法用磁場進行簡單和方便的分離；現有的磁性復合微球由于未經分子印跡不具有專一性識別功能，不能實現精確的分離。附圖說明圖1實施例1所制得的分子印跡聚合物磁性復合微球(平均粒徑約220μm，Fe3O4含量1.56％)圖2實施例2所制得的分子印跡聚合物磁性復合微球(平均粒徑約200μm，Fe3O4含量2.15％)具體實施方式實施例1. 1、反相乳液聚合(1)將9g丙烯酰胺(AM)、1gN，N’-亞甲基雙丙烯酰胺(Bis)溶于20ml水中，溶解后加入經研磨的0.6g Fe3O4粉末，攪拌使其分散；(2)將0.1g過硫酸鉀(K2S2O8)、0.05g亞硫酸氫納(NaHSO3)溶于10ml水中；(3)將100ml甲苯加入250ml的三口燒瓶中，加入1.0g斯盤80(Span80)，攪拌均勻后加入(1)和(2)的混合液，繼續攪拌。通N2本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種分子印跡聚合物磁性復合微球，其特征是在分子印跡聚合物微球中復合有磁響應性材料。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：成國祥，陸書來，龐興收，
申請(專利權)人：天津大學，
類型：發明
國別省市：12[中國|天津]