[发明专利]高悬浮氨基修饰磁性微球的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及纳米材料领域，特别涉及一种高悬浮氨基修饰磁性微球的制备方法。

背景技术

本世纪70年代以后，磁性分离技术开始应用于生物学、环境学等领域，目前已经在细胞学、分子生物学、生物医学、生物化学、有机污染物检测、环境分析等方面取得了令人瞩目的研究成果。磁性分离技术是以磁性粒子为载体，包被抗原、抗体、酶等生物分子或者是修饰功能性基团，在外加磁性的定向控制下，通过吸附、清洗、洗脱等操作，可以从复杂的生物体系、土壤、水等样本中分离得到目标物分子，具有磁性分离简单方便、吸附特异性高、检测限低等众多的优点，从而作为一类新型材料被广泛应用。

磁性粒子作为生物分子载体具有：单分散、高的比表面积、良好的分散性、较快的磁性能响应、较好的水溶性以及较多的活性官能团等特点。目前，报道制备纳米粒子的方法有如下几种：共沉淀法、热分解法、乳液法、溶剂热法等，为了防止合成出来的磁性粒子之间产生团聚、沉降现象，通常需要在其表面引入高密度保护层，如无机材料或聚合物，通常要实现这些要求必须对磁性粒子进一步进行表面改性。表面改性一般都通过多层组装，而最外层还需要修饰相应的功能基团。常用功能化的活性官能团有氨基、羧基、环氧基等，其中氨基化修饰的磁性粒子能够在特定偶联试剂(如戊二醛)的作用下将多肽、蛋白、寡聚核苷酸等生物配体共价偶联到磁性粒子表面，也可以轻易地进行羧基化等改性，是医学与分子生物学研究最为重要的载体之一。

在现有技术中，对氨基修饰的磁性微球主要存在以下缺陷：1)合成方法相对简单，未能封闭其磁性核心，容易带来非特异性吸附，且不易长期存放，不耐氧化，限制了其在免疫分析、医学诊断等方面的应用；2)采用共沉淀法制备的磁性四氧化三铁严重团聚，即使再包覆二氧化硅之后，磁性微球依然存在团聚现象，且粒径不均一，极大限制了其在生化领域方面的应用；3)若通过水热合成方法来制备四氧化三铁，并在其表面包覆一层二氧化硅封闭其磁性核心，接着再在其表面修饰氨基，氨基磁性微球表面较为光滑、粒径分布均匀，但球与球的粘连现象严重，极大降低了其有效的表面积，不具备单分散性能，而且这种磁珠相较于小于100nm粒径的磁珠更容易发生沉降，液相体系中的悬浮性不佳，限制其在生化分析领域中的应用；此外，该法制备过程耗时较长。总而言之，开发一种具有量产功能的单分散、生物相容性、表面氨基较多、较好的磁性能响应兼有悬浮性能的氨基修饰磁性粒子成为一个迫切需要解决的技术问题。

琼脂糖是一种天然多糖类层析介质，它具有理想介质的许多特性：高亲水性、高多孔、含较多可活化羟基、不与生物大分子发生非特异性吸附，而将琼脂糖包覆于磁性粒子表面制备磁性琼脂糖微球在酶的固定化、免疫测定、细胞分离、靶向药物、化学分析等领域有着广泛的应用前景。这是因为磁性琼脂糖微球有着较好的生物相容性，易悬浮不沉降，单分散性好等诸多优势，但在实际使用过程中还存在以下不足：1、琼脂糖壳层是多孔的，将磁性物质包埋于琼脂糖内，在酸性外部条件下会造成磁性物质泄露，导致磁性下降，易被氧化，非特异性吸附增加的缺陷。2、琼脂糖的水溶性和生物相容性是因为它极易溶胀水分子的特性，所以磁性琼脂糖微球干燥后脱水易结板，不能再度分散于水相，所以它不能被准确定量，这也极大限制其在微量分析和免疫测定中的应用。

综上所述，现有氨基修饰磁性粒子的技术不能满足免疫测定、生物偶联等领域的应用，所以需要开发一种具有高悬浮、较好的生物相容性、不漏磁、不易被氧化、可被干燥且易于实现产业化的氨基修饰磁性微球。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供了一种高悬浮氨基修饰磁性微球的制备方法，其能够实现对氨基修饰磁性微球的工业化生产，制得的氨基修饰磁性微球具有单分散、高悬浮、高磁性能响应的特性，而且该磁性微球不漏磁，能够被干燥并准确定量。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种高悬浮氨基修饰磁性微球的制备方法，包括：

步骤1)将乳化剂分散于有机溶剂中，得到油相；

步骤2)将琼脂糖粉末在60～95℃下溶解于去离子水中，得到水相A；

步骤3)将四氧化三铁分散至包含有表面活性剂的去离子水中，得到水相B；将所述水相B加入到水相A中，在70～95℃下机械搅拌反应10～60min，搅拌转速为500～1200rpm，制得水相C；

步骤4)将水相C滴加至油相中，并在70～95℃下机械搅拌反应10～120min，搅拌转速为500～1500rpm，制备得到反相微乳液；