Fe3O4表面改性方法及制備聚合苯乙烯磁性微球的方法技術

一種Ｆｅ↓［３］Ｏ↓［４］表面改性方法及制備聚合苯乙烯磁性微球的方法，屬于生物技術領域。本發明專利技術的目的是通過對Ｆｅ↓［３］Ｏ↓［４］表面進行改性處理，然后制備磁性微球的方法。本發明專利技術采用改進的共沉淀法制備單分散親油性Ｆｅ↓［３］Ｏ↓［４］粒子，再采用改性后的Ｆｅ↓［３］Ｏ↓［４］制備聚合苯乙烯磁性微球也就是分散聚合法制備包覆高分子苯乙烯聚合物的超順磁性免疫微球。本發明專利技術實現制備出分散均勻、粒徑大小可控、包覆嚴密、磁性強、表面功能團含量高的超順磁性微球。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于生物

技術介紹
磁性微球是近年發展起來的一種新型功能材料，磁球內部含有一 個磁核，因此在外界磁場的作用下，磁球能夠方便的和底液分離，它 具有高分子微球的特性如可通過共聚、表面改性等化學反應在微球表面引入多種反應性功能基團(-COOH、 -NH2、 -CH0等)，使磁球能偶 聯酶、細胞、抗體、核酸等生物活性物質，并能在磁場下實現分離， 使傳統昂貴、費時、費事的免疫分析過程變得簡便、快捷，且成本低 廉。磁性高分子微球的在外界磁場存在下能定向運動的特殊性能 使其在細胞分離、固定化酶、免疫診斷、腫瘤靶向治療、DNA分離及 核酸雜交等領域有著廣泛的應用前景。現有技術中磁性微球主要是通過高分子包埋法和單體聚合法制 得。利用包埋法制備磁性微球，方法簡單，但得到的粒子粒徑分布寬， 形狀不規則，殼層中會混雜一些乳化劑之類的雜質，因而用于免疫測 定、細胞分離等領域會受到很大的限制。單體聚合法合成磁性微球的 方法主要有懸浮聚合、分散聚合和輻射聚合等，單體聚合法成功的 關鍵在于確保單體的聚合反應在磁性粒子表面順利進行。 一般而言，磁性粒子為親水性，對于親水性單體聚合容易在粒子表面進行，而對 于疏水性單體則要通過改進懸浮聚合的有機組成，或對磁性粒子表面 進行改性，可使疏水性單體聚合在粒子表面進行。磁性微球是80年代中期才發展起來的一項生物學與化學合成相 結合的新技術，它涉及到無機化學、有機化學、材料科學、生物醫學 和免疫學等多個學科，學要多學科的密切配合，目前世界上只有法國、 德國、美國、日本等少數國家掌握了生產這種高分子磁性材料的技術， 我國目前各領域應用這種磁性材料多依賴進口，價格昂貴，很難普及 應用。國內近幾年也有不少研究者進行這方面的研究，并獲得該領域 的專利權，但經過仔細分析和實驗發現國內專利技術合成的磁性微球存在 一些不足(1)團聚嚴重，分散性未解決好。(2)磁性微球的粒徑分 布不均勻，難以制備分布均勻穩定的微球懸液。(3)磁性微球表面的 高分子層包覆不夠嚴密，耐酸堿性不夠好，同時也會使實驗的特異性降低。(4)磁性微球表面的功能團含量很低達不到提高靈敏度的目的，這些不足都不利于磁性微球在生物醫學等領域的應用。
技術實現思路
本專利技術的目的是通過對Fe:A表面進行改性處理，然后制備磁性 微球的方法。本專利技術FeA表面改性方法是a、 首先采用化學共沉淀法制備具有磁響應性的無機Fe:A粒子；b、 采用改進的共沉淀法制備單分散親油性FeA粒子 ①將含有油酸鈉的NaOH加入四口反應瓶；② 再將三氯化鐵、氯化亞鐵和檸檬酸溶于含有濃鹽酸的水中， 0.22um膜過濾，得鐵液；③ 上述兩種液體各通氮除氧15分鐘，升溫至6(TC 8(TC，然后 將鐵液緩慢滴加到NaOH溶液中，滴加完畢后調節PH值為7. 5 11， 反應持續20 60分鐘，取出冷卻靜置，在磁場作用下用乙醇和水洗， 最后干燥磨得磁粉即為改性后的Fe:A。本專利技術在鐵液滴加到含有油酸鈉的NaOH溶液中時，磁粒生成瞬 間即對其進行分散和表面改性，改性后的磁粒經過醇洗和干燥徹底脫 離水環境，其中檸檬酸的用量是0.05-0.2摩爾/升，油酸鈉的用量是 0. 02-0. 05摩爾/升。本專利技術用改性后的FeA制備聚合苯乙烯磁性微球的方法是將 改性后的Fe304磁粉溶于苯乙烯，加入SDS，通氮攪拌分散15分鐘，加 入二乙烯基苯，過氧化苯甲酰混合，超聲分散50-90分鐘，使之形成 分散很好的磁流體，加水至四口反應瓶置于磁力攪拌加熱套上通氮除 氧15分鐘，將分散好的磁流體轉入四口瓶中，磁粒攪拌300-600rpm， 升溫至6(TC-8(TC，引發聚合反應15-30分鐘，在緩慢滴加功能單體 甲基丙烯酸或者丙烯酰胺，再聚合4-8小時即可制得帶有-COOH或者 -NH2的超順磁性微球，最后充分水洗微球即可。本專利技術所述的鐵液中FZ和Fe的摩爾比為1: 2，加入NaOH與 Fe3+摩爾比為5:1 ，油酸鈉與Fe摩爾比為1:6 ，檸檬酸與Fe摩爾 比為1:4 。本專利技術中的磁粉與苯乙烯的質量體積比為1: 10-1: 20，交聯劑二乙烯基苯占單體比為1: 50-1: 100，引發劑過氧化苯甲酰占單體 比為l: 30-1:50，乳化劑占單體比為l: 10-1: 20，功能單體甲基丙 烯酸或者丙烯酰胺占單體比l: 5-1: 10。本專利技術實現制備出分散均勻、粒徑大小可控、包覆嚴密、磁性強、 表面功能團含量高的超順磁性微球。其具體優點在于(1) 在制備Fe:A磁性粒子的同時實現了對其分散及表面改性處 理，使其表面形成單層親油性包覆，使無機親水性Fe:A轉變為有機 親油性FeA，非常好地解決了超順磁性納米顆粒的分散性和與親油性烯類單體溶液的相容性問題。(2) 經過干燥處理FeA磁性粒子徹底脫離水環境，更有利于其 與苯乙烯的親和，提高苯乙烯在其表面的聚合反應效率，分散聚合前 將乳化劑與磁流體進行預攪拌分散，使磁性粒子具有很好的分散性， 在將乳化好的磁流體與引發劑進行超聲分散，使磁性粒子表面吸附足 夠的引發劑分子，有效的控制了反應在磁性粒子表面進行，從而避免 了磁性粒子在聚合反應過程中容易出現的團聚，沉降和液相分離等現 象。(3) 利用該專利技術得到的磁粒，具有超順磁性，粒子分散均勻， 粒徑范圍可控，化學性質穩定，在0. 1MHC1和0. 1Na0H溶液中浸泡兩 周基本無變化，且制備方法簡單可行，可完全滿足生物醫學等領域的 應用。附圖說明圖1是本專利技術顯微鏡下觀察結果；圖2是現有磁粉顯微鏡下觀察結果。 具體實施例方式本專利技術FeA表面改性方法是用改進的共沉淀法制備單分散親油 性Fe:,04粒子將500ml含有4. 56g油酸鈉的2M NaOH加入四口反應瓶，再將 16g三氯化鐵、10g氯化亞鐵和4. 2g檸檬酸溶于含有5ml濃鹽酸的 300ml水中，0.22um膜過濾，以上兩種液體各通氮除氧15分鐘，升 溫至6(TC-8(TC，將鐵液緩慢滴加至NaOH溶液中，滴加完畢后調節 PH值為7.5-11，反應持續20-60分鐘，整個過程中機械攪拌速度為 7000-10000rpm，反應結束后，取出冷卻靜置，在磁場作用下用乙醇和 水洗，最后干燥研磨得磁粉。本專利技術的鐵液中Fe和Fe1勺摩爾比為1: 2，加入NaOH與Fe3+ 摩爾比為5:1，油酸鈉與Fe3+摩爾比為1:6 ，檸檬酸與Fe摩爾比為 1:4 。本專利技術采用改性后的FeA制備聚合苯乙烯磁性微球也就是分散 聚合法制備包覆高分子苯乙烯聚合物的超順磁性免疫微球將上述磁 粉5g溶于50ml苯乙烯(經減壓蒸餾)，加入SDS 2g，通氮攪拌分散 15分鐘，加入二乙烯基苯0.5ml，過氧化苯甲酰lg混合，超聲分散 50-90分鐘，使之形成分散很好的磁流體，加200ml水至四口反應瓶 置于磁力攪拌加熱套上通氮除氧15分鐘，將分散好的磁流體轉入四 口瓶中，磁粒攪拌300-600rpm，升溫至60°O80°C，引發聚合反應 15-30分鐘，在緩慢滴加功能單體甲基丙烯酸10ml或者丙烯酰胺10g，再聚合4-8小時即可制得帶有-C00H或者-NH2的超順磁性微球，最后 充分水洗微球即可。本專利技術磁粉與苯乙烯的質量體積比為1: 10-1: 20 (v/v)，交聯 劑二乙烯基苯占本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種Ｆｅ↓［３］Ｏ↓［４］表面改性方法，其特征是：　ａ、首先采用化學共沉淀法制備具有磁響應性的無機Ｆｅ↓［３］Ｏ↓［４］粒子；　ｂ、采用改進的共沉淀法制備單分散親油性Ｆｅ↓［３］Ｏ↓［４］粒子：　①將含有油酸鈉的ＮａＯＨ加入四口反應瓶；　②再將三氯化鐵、氯化亞鐵和檸檬酸溶于含有濃鹽酸的水中，０．２２ｕｍ膜過濾，得鐵液；　③上述兩種液體各通氮除氧１５分鐘，升溫至６０℃～８０℃，然后將鐵液緩慢滴加到ＮａＯＨ溶液中，滴加完畢后調節ＰＨ值為７．５～１１，反應持續２０～６０分鐘，取出冷卻靜置，在磁場作用下用乙醇和水洗，最后干燥磨得磁粉即為改性后的Ｆｅ↓［３］Ｏ↓［４］。

【技術特征摘要】
1、一種Fe3O4表面改性方法，其特征是a、首先采用化學共沉淀法制備具有磁響應性的無機Fe3O4粒子；b、采用改進的共沉淀法制備單分散親油性Fe3O4粒子①將含有油酸鈉的NaOH加入四口反應瓶；②再將三氯化鐵、氯化亞鐵和檸檬酸溶于含有濃鹽酸的水中，0.22um膜過濾，得鐵液；③上述兩種液體各通氮除氧15分鐘，升溫至60℃～80℃，然后將鐵液緩慢滴加到NaOH溶液中，滴加完畢后調節PH值為7.5～11，反應持續20～60分鐘，取出冷卻靜置，在磁場作用下用乙醇和水洗，最后干燥磨得磁粉即為改性后的Fe3O4。2、 根據權利要求l所述的FeA表面改性方法，其特征是在鐵 液滴加到含有油酸鈉的NaOH溶液中時，磁粒生成瞬間即對其進行分 散和表面改性，改性后的磁粒經過醇洗和干燥徹底脫離水環境，其中 檸檬酸的用量是0. 05-0. 2摩爾/升，油酸鈉的用量是0. 02-0. 05摩爾 /升。3、 用權利要求1改性后的Fe304制備聚合苯乙烯磁性微球的方法， 其特征是將改性后的Fe304磁粉溶于苯乙烯，加入SDS，通氮攪拌分 散15分鐘，加入...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李勇，王紅梅，楊文沖，李莉，段生寶，孔維臣，陳維佳，
申請(專利權)人：李勇，
類型：發明
國別省市：82[中國|長春]