[发明专利]一种聚合物基纳米磁珠及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚合物基纳米磁珠及其制备方法，所述纳米磁珠由胺化的高分子基体微球为核心、在核心外表面包覆有磁性纳米颗粒层、在磁性纳米颗粒层外表面包覆含有功能基团的高分子聚合物层，高分子基核心微球粒径为1.5‑2μm，磁性纳米颗粒层和高分子聚合物层的直径为30‑50nm；上述纳米磁珠的颗粒均一，粒径在1.5μm‑2μm之间，平均粒径为1.6μm，夹心包覆的构造使其结构稳定，形状规整性及单分散性好，磁性纳米颗粒包覆完整不会出现泄漏，表面官能团丰度高，同时具有极好的磁响应性能。

技术领域

本发明涉及一种纳米磁珠及其制法，尤其涉及一种聚合物基纳米磁珠以及纳米磁珠的制备方法。

背景技术

免疫磁珠分离技术是将免疫学反应的高度特异性与磁珠特有的磁响应性相结合的一种新的免疫学技术，是一种具有自动化、高通量、操作简便、不侵入无毒害的体外诊断技术。传统的磁性微球是以磁性粒子为核心，外层均匀包裹高分子聚合物的结构。以磁性粒子为核心的磁珠粒径太小，沉降速度快，颗粒不均匀，制备过程耗费大量溶剂。

申请号为CN 113621112 A的专利公开了一种具有核壳结构的单分散超顺磁性微珠及其生产方法，通过反复涂覆磁性纳米颗粒和反复包被高聚物层，以提高磁珠的含磁量，改善磁响应性，然而透射电镜可以看出大量的磁性纳米粒子泄漏，并且包被的磁性纳米粒子在微球表面的分布非常不均匀，导致磁珠不均一的磁响应性和蛋白的非特异性吸附以及磁性纳米颗粒的泄漏；申请号为CN 110343218 A的专利公开了一种基于溶胀聚苯乙烯微球和高温高压下合成磁性聚合物复合材料的方法，在有机溶剂的溶胀作用下使碱性试剂和铁盐进入到微球的内部，其微球团聚粘连破损，粒径不均一，难以大批量稳定的制备，微球表面仍然裸露有大量的磁性纳米颗粒和大颗粒自组装磁性纳米颗粒，难以进一步修饰和应用。现有技术制备磁性纳米颗粒，都存在上述制备过程复杂繁琐，磁颗粒包覆不均一，表面修饰效果差，微球粒径不均匀等难以解决的问题。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种颗粒均一、磁响应性能好、分散性好、结构稳定且表面官能团丰度高的聚合物基纳米磁珠，还提供了上述纳米磁珠的制备方法。

技术方案：本发明的聚合物基纳米磁珠，由胺化的高分子基体微球为核心、在核心外表面包覆有磁性纳米颗粒层、在磁性纳米颗粒层外表面包覆含有功能基团的高分子聚合物层。

优选的，所述胺化的高分子基体微球为胺化的聚甲基丙烯酸缩水甘油酯微球；所述含有功能基团的高分子聚合物为苯乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯和功能单体组成的聚合物，功能单体为甲基丙烯酸、丙烯酸、4-乙烯基苯甲酸或马来酸酐的一种或几种。

优选的，所述磁性纳米颗粒为磁性Fe₃O₄纳米颗粒、磁性Fe₂O₃纳米颗粒或沉淀磁性颗粒。

优选的，所述高分子基核心微球粒径为1.5-2μm，作为第一壳层的磁性纳米颗粒层和作为第二壳层的高分子聚合物层的厚度为30-50nm。

本发明所述纳米磁珠的制法，包括如下步骤：

(1)取甲基丙烯酸缩水甘油酯，添加苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸叔丁酯的一种或几种，溶解于乙醇，加入聚乙烯吡咯烷酮(PVP10)和偶氮二异丁腈(AIBN)进行聚合反应得分散液，加入氨基改性剂反应，反应结束离心洗涤得到胺化的高分子基体微球；

(2)取制得的微球分散于水中，加入二价铁盐或三价铁盐进行反应，在氮气气氛下滴加氨水，反应结束进行磁分离和洗涤；将洗涤得到的磁性微球重新分散在经1-乙基-3-二甲基氨基丙基碳二亚胺盐酸盐(EDC·HCl)活化的甲基丙烯酸水溶液中，反应后水洗磁分离得到包覆磁性纳米颗粒层的基体微球；

(3)将得到的微球分散于水和乙醇的混合溶液中，加入苯乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯和功能单体，加入稳定剂和引发剂进行聚合反应，洗涤、磁分离后得到所述聚合物基纳米磁珠。