[发明专利]一种环氧树脂包覆的磁珠的制备方法

说明书

本案涉及一种环氧树脂包覆的磁珠的制备方法，采用表面含有活性基团的磁珠，通过与含有环氧基分子反应，获得表面包覆有环氧树脂的磁珠；其中，在反应过程中添加有多胺类交联剂，以形成易于表面改性的环氧树脂涂层。本发明通过使用多胺类交联剂使环氧树脂涂层的包覆效果明显提高，同时表面修饰改性也更加容易。环氧树脂涂层表面的环氧基、双键等活性基团经过修饰后可以变为羟基、氨基，羧基等等，并且基团密度更高，大大改善非特异性吸附能力以及蛋白吸附的空间位阻效应，使得磁珠的应用前景更为广泛。

技术领域

本发明属于生物纳米材料领域，具体涉及一种环氧树脂包覆的磁珠的制备方法。

背景技术

纳米和微米磁珠是目前热点的研究方向之一，它具有粒径小，比表面积大，表面易修饰等诸多优点，由于其具有的独特性质，可以被广泛的应用于医学、生物、化学等领域。其中，超顺磁性的纳米微米磁珠由于具有磁响应性，可以通过外加磁场的作用快速富集，省去了过滤、离心等繁琐的传统操作，因此具有良好的实用价值，被广泛用于蛋白纯化，免疫诊断，环境监测等方向。目前关于纳米微米磁珠的研究和报道有很多，且国外公司已经实现了商业化的生产，国内的纳米微米磁珠发展也在逐步展开。在生物医学领域用到最多的纳米微米磁珠叫做免疫诊断微球，也就是表面官能化的纳米微米磁珠表面包被了抗体或蛋白，可以用于免疫诊断等非常具有前景的工作中去。也就是说需要在纳米微米磁珠上包覆涂层然后修饰相应的官能团后可用于偶联抗体或蛋白。这就需要表面的涂层易于修饰，经过修饰后可以赋予不同的功能和性质。

常见的包覆涂层有无机材料，如二氧化硅、二氧化钛、三氧化二铝等，其中二氧化硅被认为是具有较好的生物相容性，且可以通过不同的硅烷偶联剂进行改性成不同的官能团，但是二氧化硅本身就带有一定的负电荷，很难去调节表面的负电荷密度导致其在免疫诊断中会吸附一些带正电的蛋白从而产生非特异性的吸附，修饰涂层还有多糖类被认为是具较好的生物相容性，本身就可以储藏水分，且表面有很多的羟基易于其表面的修饰，如葡聚糖凝胶或者琼脂糖凝胶已经被广发地用于蛋白纯化领域，但是这些多糖类的材料经过交联之后往往具有孔道，比较适合用于层析，而将其作为纳米微米磁珠的涂层反而会将孔道的劣势进行放大，会在孔道内残留一些目标的抗原，在免疫检测中会出现假阳性。高分子聚合物现已被广泛地应用于纳米微米磁珠的表面修饰，如聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚氯乙烯、聚丙烯酸，聚氨酯，环氧树脂等，涂层上的活性基团还可以作进一步修饰，如乙烯基、乙炔基、羧基、氨基、羟基、氯甲基、叠氮基等，然后利用其表面活化的官能团接上蛋白标签、抗原、抗体等，用于蛋白纯化和免疫诊断。由高分子聚合物得到的涂层，是一种较为理想的包覆方法，表面致密无孔道，易于修饰表面官能团，且可以调节整个磁珠的亲水-疏水的平衡。但是高分子聚合物涂层种类丰富且不是所有的高分子聚合物都适合用在免疫诊断方向，需要挑选合适的高分子聚合物作为涂层修饰。

通过聚氨酯进行包覆可以得到较厚的涂层，并且亲核性较弱的羟基就可以参与反应。通过调节异氰酸酯用量，以及加入适当的醇可以控制涂层的包覆效果，但反应的控制不太容易，易出现团聚。

通过自由基聚合反应进行涂层包覆效果较好，在聚合反应中加入一定量的交联剂可以得到较厚的涂层，常见的有聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚氯乙烯、聚丙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮等。能够参与自由基聚合反应的双键活性是有所差别的，需要在纳米微米磁珠表面引入适当的双键，且如果想要涂层变厚需要加入一定量的交联剂，而交联剂过多会使纳米微米磁珠产生团聚的现象。

相对于聚氨酯涂层和自由基引发的聚合物来说，亲核反应的环氧树脂涂层的化学反应较好控制，后续的化学基团的修饰也更容易。已有的环氧树脂涂层利用纳米材料上的氨基与带有环氧基的分子进行反应，生成较长的链状结构。该方法的局限性为由氨基延伸出的链状结构缺少枝状的延伸。

发明内容

针对现有技术中的不足之处，本发明提供了一种环氧树脂包覆的磁珠的制备方法。

本发明的技术方案如下：