[发明专利]表面两性离子聚合物修饰的磁性微球及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种表面两性离子聚合物修饰的磁性微球及其制备方法和应用，包括以下步骤：(1)制备磁性纳米颗粒，分散在有机溶剂中制备磁流体；(2)将磁流体分散到含有表面活性剂的水相中，利用反向微乳液法制备亚微米级磁性微球；(3)制备二氧化硅修饰的磁性纳米颗粒；(4)分散在含有阴离子表面活性剂、羧基类单体、氨基类单体、交联剂、引发剂的溶剂中，升温反应聚合，得到表面包覆两性离子聚合物的超顺磁性微球。该磁性微球表面活性基团可通过单体的比例进行控制，能够高效特异性偶联核酸、蛋白等生物大分子，能够抑制生物活性大分子在磁性微球表面的非特异性结合，极大提高蛋白检测中的灵敏度和细胞分选效率。

技术领域

本发明涉及磁性微球的制备，具体涉及一种表面两性离子聚合物修饰的磁性微球及其制备方法和应用。

背景技术

磁性微球作为固相载体，广泛应用于用于体外诊断和生化分离领域。磁性微球不仅用于蛋白、核酸、细胞的捕获和操纵，同时也可以作为探针提供磁检测信号。磁性微球在蛋白、核酸、细胞捕获和操纵过程中均在溶液中进行，只需要使用简单的磁分离就能达到使用的目的，极大优化了效率，检测灵敏度也有很大的提高。磁性微球具有较为明显的颜色，可以通过颜色进行信号传递，磁性微球也是优异的磁性信号源，可以通过磁性传感器来进行信号读取。在侧向层析应用中，相对于传统的胶体金显色和荧光信号检测，磁免疫层析具有较好灵敏度的同时信号也更加稳定，由于不需要激发光源，磁检测仪器体积更小，更加便于携带。

目前市面上商业化免疫诊断磁性微球制备方法主要是磁性内核，外面包覆聚苯乙烯壳层，然后进行表面功能基团(氨基、羧基、环氧基等)改性。该类磁性颗粒制备过程复杂，在模板微球制备过程中需要多次离心操作，不利于产业化和降低使用成本。聚苯乙烯属于疏水性功能材料，在水相体系中会和蛋白进行非特异性结合，在体外诊断应用中会大大降低灵敏度，甚至造成假阳性的严重后果。

专利文献CN104031201A公开了一种生物蛋白磁性微球制备方法，通过乳液聚合实现对微球基体的表面修饰，从而获得表面包覆有聚丙烯酸酯类聚合物层的磁性微球，该方法会在功能磁性微球表面形成亲水聚合物，降低了磁性微球对蛋白的非特异性吸附，但该方法会降低功能磁性微球表面功能基团密度，导致磁性微球在体外诊断应用中灵敏度降低。

专利文献CN104316679A公开了一种聚缩水甘油醚修饰纳米磁性微球在化学发光免疫分析中的应用，制备表面获得表面亲水并富含官能团的纳米微球材料，可以抑制蛋白的非特异性吸附，但聚缩水甘油醚需要特殊修饰，而且结构不可控，不利于大规模制备。

专利文献CN104316679A公开了一种羧基为球的制备方法，该方法中先制备多孔微球，然后将铁盐沉淀到多孔微球中制备磁性微球，通过蒸馏沉淀聚合对该磁性微球进行表面修饰，该专利中制备方法复杂，蒸馏沉淀聚合装置复杂，产业化前景渺茫。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种表面两性离子聚合物修饰的磁性微球及其制备方法和应用，制备方法简单、蛋白非特异性吸附低、能够提高体外诊断灵敏度的磁性微球。

本发明提供的磁性微球具有亚微米尺寸，具备良好的磁响应性，可以高效负载活性大分子，通过在磁性微球表面聚合一层两亲性聚合物，可以高效偶联蛋白的同时，明显降低蛋白的非特异性吸附，提高检测灵敏度。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种表面两性离子聚合物修饰的磁性微球的制备方法，该磁性微球由内至外依次为超顺磁性磁核-二氧化硅层-两性离子聚合物层，其制备方法包括以下步骤：

(1)通过共沉淀法、热氧化法或者高温时热分解法制备磁性纳米颗粒，然后将磁性纳米颗粒分散在有机溶剂中制备磁流体；

(2)将磁流体分散到含有表面活性剂的水相中，利用反向微乳液法制备亚微米级磁性微球；

(3)将磁性微球分散在醇水溶液中，通过正硅酸四乙酯水解包覆一层二氧化硅，得到二氧化硅修饰的磁性纳米颗粒；