【技术实现步骤摘要】
本专利技术的目的在于提供一种单分散中空结构聚合物微球的制备方法。本专利技术的目的还在于提供了一种中空结构聚合物微球用以显著提高其蛋白固定载量的方法。
技术介绍
1、聚合物中空微球，一般是指采用聚合物作为构筑材料且内部含有空腔的微米级小球。聚合物中空微球在催化、药物缓释、颜料、光子晶体等领域都具有广泛应用，因为其内部含有的空腔往往能够在光学、负载、比表面积等方面具有独特优势。蛋白固相载体，一般是指能够用来固定酶或者抗体等蛋白的固相载体。在免疫学应用中，蛋白固相载体常常用来固定某种抗体，来捕获特异性的抗原，以实现特异性抗原的分离及分析。蛋白固相载体分聚合物类、硅胶类，其中聚合物类蛋白固相载体最为常见，目前已在药物分离及体外诊断中应用广泛。
2、从比表面积原理来说，实心微球的物质利用效率并未达到最高。实心微球只有最表层提供固定蛋白的功能，而内部含有的除了磁性、荧光性物质之外的成分并不能对微球的功能性产生任何影响，并会对比表面积造成负面影响，实心微球的物质利用效率存在冗余。结合双组分微球的比表面积计算进行上述观点的进一步阐述，以粒径1.5μm、密度为1.05g/cm3的聚苯乙烯实心微球为例，将微球内部20vol.%体积折算成空气，则折合密度会有所下降、且比表面积有所提升。具体计算结果列表如下：
3、表1 计算结果
4、 物理性质
5、可见将1.5μm实心聚苯乙烯微球换成内部体积占比20vol.%中空微球后比表面积上升至原来的124.9%，可见替换中空的做法有助于显著提升单位质量微球的表面功能性。
6、聚合物中空微球的合成方法包括模板法、乳液法及悬浮聚合法等，其中模板法与乳液法合成的中空微球可以做到均一粒径，然而悬浮聚合法难以做到均一粒径的中空形态。模板法是先合成核壳型的微球，利用核壳在某些溶剂中的溶解性差异或者高温耐受差异去掉核心的模板，可以得到只保留壳层的中空微球。乳液法及悬浮聚合法则是一步合成微球，随后对微球进行特殊溶剂清洗即可获得中空结构，但乳液法合成的微球粒径在纳米级别、悬浮聚合法合成的微球难以做到均一粒径。因此，亟需一种新颖、可控、产出率高的方法合成中空聚合物微球，以便满足各种高要求应用场景。
7、已有一些新颖的方法用来合成均一粒径聚合物中空微球。如专利cn1303140c中提到：以溶胶-凝胶法合成纳米级二氧化硅球后，表面修饰一层硅烷偶联剂，再以种子乳液聚合法包覆一层聚苯乙烯，经过氢氟酸刻蚀后即可得到均一粒径的聚苯乙烯中空微球。该方法需要使用危害性较大的氢氟酸作为刻蚀剂，操作上风险性较大。
8、如专利cn101250244b中提到：以乳液聚合法合成种子作为内核，种子乳液聚合法在种子表面包覆一层吸水性聚合物层，充分吸水后最外层再包覆一层非吸水性聚合物层，该三层结构经过加热喷雾干燥装置处理后中间层的水分去除，便可以得到中空聚合物微球。该方法对合成的参数控制较高，且最终产物粒径在10～100μm级别，粒径过大，限制了其应用范围。
9、《异相聚合物分散体：一种合成功能性中空聚合物微粒的绿色方法46-56》（chemical engineering journal，348，2018，46～56）中提到：以分散聚合法合成聚苯乙烯微球后，将微球在乙醇溶液中热处理，可以使得聚苯乙烯微球发生轻微体积膨胀及内部出现空腔，该方法合成的中空微球因为缺乏交联度，在某些有机溶剂如四氢呋喃、n，n-二甲基甲酰胺中微球结构会被破坏，因而限制了其表面修饰的方法及下游的应用场合。
10、《制备具有中空结构的微米级尺寸的单分散交联聚合物颗粒》（macromolecularsymposia，101，1996，509～516）中提到：以分散聚合聚苯乙烯微球后，将单体、引发剂、制孔剂溶解在乙醇溶液中后与聚苯乙烯微球混合，以极缓慢的速率滴加水到体系中，能够使得聚苯乙烯微球溶胀较多单体并在升温聚合后可以得到中空结构的微球。该体系中使用的“动态溶胀法”最终分散液中固体含量较低，且对单体滴加的速率控制要求较高。其成本高、产量低及控制参数敏感限制了其在规模化合成中的应用。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供一种单分散中空聚合物微球的制备方法及应用于蛋白固定载量的方法，以解决或缓解现有技术中存在的技术问题，为上述技术问题至少提供一种有益的选择。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种单分散中空聚合物微球的制备方法，包括以下步骤：
4、步骤一、采用分散聚合法合成单分散线性聚苯乙烯种子微球；
5、步骤二、将引发剂、单体和致孔剂加入含有表面活性剂的水溶液中进行乳化，乳化后的单体乳液加入到步骤一得到的线性聚苯乙烯种子微球，在室温下溶胀24～72h，直至微球溶胀到指定粒径；
6、步骤三、将步骤二得到的溶胀微球转移到预先加热至60～90℃的水浴锅中，加入稳定剂后，使稳定剂在水浴锅中进行聚合反应，持续反应4～24h，完成聚合反应后，使用离心机将中空微球与溶剂分离，同时去除未反应的单体和其他杂质，随后，使用乙醇和水进行多次清洗，去除残留的溶剂和杂质，得到中空微球；
7、步骤四、将步骤三得到的中空微球与乙腈混合，再加入引发剂和丙烯酸单体，升温到86～96℃回流聚合0.5～8h，经过离心分离，使用乙醇和水清洗数次，得到内部充斥溶剂的中空羧基聚合物微球；
8、步骤五、将步骤四将得到的内部充斥溶剂的中空羧基聚合物微球经过90～150℃热干燥1～6h，重新分散于水相后，即得到内部充斥空气的单分散中空聚合物微球。
9、步骤六、在上述步骤二中调节致孔剂的比例从0～80wt.%，即能调节空腔的大小从0～50vol.%。
10、作为本专利技术进一步的方案：稳定剂包括但不限于聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇或者羟甲基纤维素多种高分子类非离子型表面活性剂；
11、所述引发剂包括但不限于偶氮二异丁腈或者过氧化苯甲酰；
12、所述单体包括但不限于二本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种单分散中空聚合物微球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种单分散中空聚合物微球的制备方法，其特征在于：所述引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰中的任意一种或多种组合。
3.根据权利要求1所述的一种单分散中空聚合物微球的制备方法，其特征在于：所述单体为二乙烯基苯、乙二醇二甲基丙烯酸酯中的任意一种或多种组合。
4.根据权利要求1所述的一种单分散中空聚合物微球的制备方法，其特征在于：所述致孔剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、二甲苯、乙基苯、正己烷、正庚烷、正辛烷中的任意一种或多种组合。
5.根据权利要求1所述的一种单分散中空聚合物微球的制备方法，其特征在于：所述中空微球的直径为1～5μm。
6.根据权利要求1所述的一种单分散中空聚合物微球的制备方法，其特征在于：在步骤二中，所述聚苯乙烯种子的质量占加入油相的质量的百分比范围在8～80wt.%之间。
7.根据权利要求1所述的一种单分散中空聚合物微球的制备方法，其特征在于：在步骤一中，还包括单分散线性聚苯乙烯
8.根据权利要求1所述的一种单分散中空聚合物微球的制备方法，其特征在于：步骤二中，致孔剂占加入油相总质量比在0～80wt.%。
9.一种应用于蛋白固定载量的方法，其特征在于，采用权利要求1～8任一项所述的单分散中空聚合物微球的制备方法所制备得到的单分散中空聚合物微球。
...【技术特征摘要】
1.一种单分散中空聚合物微球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种单分散中空聚合物微球的制备方法，其特征在于：所述引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰中的任意一种或多种组合。
3.根据权利要求1所述的一种单分散中空聚合物微球的制备方法，其特征在于：所述单体为二乙烯基苯、乙二醇二甲基丙烯酸酯中的任意一种或多种组合。
4.根据权利要求1所述的一种单分散中空聚合物微球的制备方法，其特征在于：所述致孔剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、二甲苯、乙基苯、正己烷、正庚烷、正辛烷中的任意一种或多种组合。
5.根据权利要求1所述的一种单分散中空聚合物微球的制备方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：汤俊，向品武，许涵钰，
申请(专利权)人：广州光驭超材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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