[发明专利]一种仿生微纳分形结构的聚合物磁珠及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种仿生微纳分形结构的聚合物磁珠，其特征在于，包括疏水聚合物内核，分散在内核内部和表面的磁性纳米粒子以及分布在内核表面的亲水微纳分形结构。

2.根据权利要求1所述的仿生微纳分形结构的聚合物磁珠，其特征在于，所述亲水微纳分形结构具有毛刺状形态；

优选地，所述亲水微纳分形结构的长度为0～2500nm，但不包括0；直径为50nm～300nm；

优选地，所述亲水微纳分形结构的材质选自聚丙烯酸钠、聚甲基丙烯酸钠、聚衣康酸钠、聚马来酸钠、聚乙烯基磺酸钠、聚苯乙烯磺酸钠、聚苯乙烯羧酸钠、聚苯乙烯硼酸钠中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的仿生微纳分形结构的聚合物磁珠，其特征在于，所述聚合物磁珠具有超顺磁性，其粒径为100nm～100μm。

4.根据权利要求1所述的仿生微纳分形结构的聚合物磁珠，其特征在于，所述疏水聚合物内核的直径为100nm～100μm；优选地，所述疏水聚合物内核的材质选自聚苯乙烯、聚α-甲基苯乙烯、聚邻-氯苯乙烯、聚二乙烯基苯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚乙烯、聚氯乙烯中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的仿生微纳分形结构的聚合物磁珠，其特征在于，所述磁性纳米粒子的粒径为1nm～1000nm；优选地，所述磁性纳米粒子选自四氧化三铁纳米粒子、γ-氧化铁纳米粒子、油酸锰纳米粒子、钴纳米粒子、镍纳米粒子、铁铂纳米粒子、三铂化钴纳米粒子、钐钴1∶5型磁体纳米粒子、铁酸镁纳米粒子、铁酸锰纳米粒子、铁酸钴纳米粒子中的一种或多种。

6.一种如权利要求1-5任一所述仿生微纳分形结构的聚合物磁珠的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，将疏水性单体、引发剂、疏水性聚合物溶解在有机溶剂中，得溶液A；将磁性纳米粒子分散在有机溶剂中，得分散液B；将溶液A与分散液B混合均匀，并加入表面活性剂水溶液乳化，得水包油乳液C；

S2，将亲水性单体溶解在表面活性剂水溶液中，得溶液D；

S3，将水包油乳液C与溶液D混合，加热使有机溶剂挥发，通入氮气，聚合反应后，产物经洗涤并冷冻干燥，即得。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述疏水性聚合物的重均分子量为1000g/mol～80000g/mol；溶液A中疏水性聚合物的浓度为0.05mg/mL～500mg/mL。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，制备过程中所用疏水性单体与磁性纳米粒子质量比为10～300:1；

优选地，所述疏水性单体与亲水性单体的摩尔比为0.1～200:1；

优选地，所述引发剂与亲水性单体的摩尔比为0.01～0.1:1。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，S3中水包油乳液C与溶液D混合后，

疏水性单体摩尔量与表面活性剂水溶液体积的比值为0.005mmol～15mmol:1mL；

优选地，引发剂摩尔量与表面活性剂水溶液体积的比值为0.003mmol～0.3mmol:1mL；

优选地，亲水性单体摩尔量与表面活性剂水溶液体积的比值为0.005mmol～15mmol:1mL。

10.一种如权利要求1-5任一所述仿生微纳分形结构的聚合物磁珠在免疫分析、核酸分离提取、细胞分选、细菌捕获、病毒捕获、酶固定中的应用。