CN101326005A

CN101326005A - 聚合物珠粒的制备方法

Info

Publication number: CN101326005A
Application number: CNA2006800463736A
Authority: CN
Inventors: E·伊勒梅兹; J·比林
Original assignee: MIP Technologies AB
Current assignee: MIP Technologies AB
Priority date: 2005-12-07
Filing date: 2006-12-06
Publication date: 2008-12-17

Abstract

本发明涉及一种聚合物材料，其特征为具有可预先确定的孔径，该孔径可获得一种窄的尺寸分布，这是通过在聚合物材料中使用牺牲性填充材料而产生的。本发明还披露了制备具有预定尺寸的球形或近似球形的珠粒或树脂材料的方法。此外，本发明涉及通过所述方法生成的分子印迹聚合物材料的制备。另外，本发明涉及所述聚合物材料在化学品、金属离子、无机化合物、药物、肽、蛋白质、DNA、天然和人造聚合物、天然或人造化合物、食品或药品、病毒、细菌、细胞和其他实体的分离、检测、催化或捕获的用途。

Description

聚合物珠粒的制备方法

本发明涉及一种聚合物材料，其特征为具有可预先确定的孔径，该孔径可获得一种窄的尺寸分布，这是通过在聚合物材料中使用牺牲性填充材料而产生的(图1)。本发明还涉及制备具有预先确定尺寸的球形或近似球形的珠粒(或树脂)材料的方法。此外，本发明涉及所述聚合物材料在化学品、金属离子、无机化合物、药物、肽、蛋白质、DNA、天然和人造聚合物、天然或人造化合物、食品或药品、病毒、细菌、细胞和其他实体的分离、检测、催化或捕获中的用途。

背景技术

在生物分子、医药、食品化合物、化学品、生物电子学和其他领域，使用的分离材料广泛而多样。这些材料的范围涉及聚合材料，诸如由有机单体如苯乙烯和二乙烯基苯得到的聚合材料或基于生物聚合物如琼脂糖或纤维素的聚合材料，乃至无机材料，如基于硅石或羟磷灰石的材料。

无机材料如硅石珠粒的优势在于它们的机械稳定性和它们高度限定的孔结构。例如，在众多行业中广泛用于分离的硅石材料的孔径是良好限定的并且具有接近理论或也许是实际可达到的极限的孔径分布。人们通常熟知的是，无机材料如硅石组织成高度结构化的团聚体的能力要比有机材料显著得多。

孔径分布的重要性及其对分离效率的影响在范氏方程(Van Deemterequation)中有描述。该方程的一个组成部分：

H_m＝ωd_p ²·v/D_m

将对分离效率的传质作用(H_m)与粒径(d_p ²)、流速(v)、流动相中分析物的扩散系数(D_m)以及与孔径分布和孔形状有关的系数(ω)相关联。该关系式预测当ω变小(孔径分布变窄)，H_m也变小(即塔板高度降低使得分离效率更好)。这在分离工业是众所周知的，而且对基于分子量，即基于Stokes半径的分离特别重要，例如肽、蛋白质和其他低聚分子或大分子的分离。因此，孔径分布是一个关键的参数，但其通常只有在使用无机树脂材料例如多孔硅石时才确确实实是可控的(见图2A)。尤其是在过滤材料中，据报道孔径的“规整性”具有非常重要的意义。良好限定孔形状和尺寸使得过滤过程选择性地针对特定的分子，并具有明显的排阻限和高的分辨率。

根据孔的直径对其进行分类，其中微孔直径小于约2nm，中孔的直径在约2nm到约50nm范围内，大孔的直径大于约50nm。

尽管多孔硅石可以形成高度限定的球形或近似球形的珠粒，但硅石基材料的一个缺点是其公知的对于碱性条件的不稳定性，而碱性条件经常用于在分离步骤之间所进行的再生步骤中。例如，在蛋白质生物药物的纯化中，C18硅石常用在最后的“抛光”分离步骤中。在少数几个蛋白质纯化周期后，典型地是2个周期后，通常用浓的氢氧化钠进行洗涤来除去蛋白质剩余物和其他附着于色谱柱上的可能会形成污垢的不希望的物质。该洗涤过程通常需要满足某些法规的要求，例如FDA。因此在该过程中所述硅石珠粒的寿命及其延长的使用是有限的。由于该洗涤过程中已降解的硅石必须定期地用新硅石来取代，这对于使用者是一个相当可观的成本因素。如果打算用反相硅石柱分离碱性化合物(许多药品均为“碱性”)，则还会存在其他的限制，因为需使碱性条件为非荷电化合物，以便其能够与疏水表面作用。

还已知在硅石的表面暴露着不希望的化学活性部位。尽管有这些限制，硅石还是被广泛用作分离材料，主要是由于其具有很强的机械稳定性且在溶剂中不溶胀。此外，高度有序的孔结构有助于获得高的分离效率。

近年来，聚合物分离材料在越来越多的净化方法中取代了硅石。这主要是由于这些固定相稳定性的提高以及使用寿命的延长。例如，基于苯乙烯-二乙烯基苯的固定相越来越普遍，因为它们在再生步骤中比硅石固定相要稳定的多。

然而，这种聚合物材料的主要缺点在于其孔径性能a)不是良好限定的并且b)在制备过程中不易控制。市售的这种聚合珠状材料(例如购于Rohm & Haas(荷兰)或PolymerLabs(UK))与基于无机材料例如硅石的与之相当的分离材料相比对孔径的限定要差许多，并且它们还常常含有一部分对要求高的分离不利的小孔(如图2B所示)。此外，聚合物珠状材料由于使用生孔剂(porogen)而获得其大孔性，其交联密度通常在20％左右。由于这些相对较低的交联程度，聚合物珠粒将具有较低的机械稳定性并根据所使用的溶剂体系表现出不同的溶胀性质。

生孔剂通常为有机溶剂，如甲苯或二氯甲烷，他们在单体聚合过程中控制孔隙率。

例如，在交联聚苯乙烯的合成过程中，在溶剂或生孔剂的存在下在聚合物网络中形成孔。交联密度低于20％通常会导致形成孔径在较低的nm范围(2-5nm)的小孔。这些孔均匀性尚好但是聚合物更像凝胶并仅表现出有限的机械稳定性，从而使该材料在压力下压缩并坍塌。同样，该聚合物中出现的微孔(即孔小于2nm)对于某些应用也是不希望的。理想地，为了获得压力稳定的材料和在某种溶剂中不易溶胀的材料，应该增加交联的百分比。但是，如果交联密度超过某个值，例如20％，则该聚合物会变得不均匀并且会产生通常孔径在20-50nm范围的较大的所谓大孔。这些孔是不规则的并且可能在聚合物基质内部终止，导致差的扩散和流通特质。通常，通过使用生孔剂来形成孔时，小的孔可能非常均匀，但是剩余的孔的孔径范围往往比较宽，特别是在平均孔径比较大的聚合物中。

市售的分离材料如Amberlite(Rohm and Haas)或者PolymerLaboratories(UK)公司制造的PLRP-S介质是这种具有以不规则孔为特征的无定形内部结构的常规大孔聚合物的典型实例。这种材料的试验测定的孔径分布的实例如图2B所示。

为了解决上述有些问题，Feibush(美国专利No.4,933,372)公开了一种方法，其中高度限定的硅石粒子的孔特性在聚合物珠粒中反映出来。在该方法中硅石粒子用单体填充然后聚合。这个过程可以例如在这样一种水悬浮液体系中进行，其中疏水性单体与疏水性硅石粒子一起分散在水中。通过热力学驱动配分，该单体聚集在硅石珠粒内部。聚合之后，硅石-聚合物复合材料随后经腐蚀性的氟化物或氢氧化物洗涤以除去硅石骨架。该过程的结果是生成了反映该硅石珠粒的镜像的聚合物珠粒。这些珠粒在尺寸上与起始硅石粒子相当——聚合物的本体存在于硅石中孔先前存在的地方而该聚合物孔与溶解的硅石壁相对应。

尽管Feibush的这一方法在生成的聚合物珠粒中带来了某些希望的特性，但其生产过程的复杂性和相关的较差的成本收益因子使其得不到广泛使用。这种高级硅石材料的市价在每千克材料几千欧元的范围内。相比之下，根据本发明，制备分离材料需要的无孔粒子成本仅为每千克几欧元。

在进一步开发中，Mallouk等(Johnson SA.，Ollivier PJ.and MalloukTE.，Ordered mesoporous polymers of tunable pore size from colloidalsilica templates.Science，1999，283，963-965)利用胶态硅石生成多孔聚合物材料。更准确地说，由干燥胶态硅石制得的小球是采用压粒机制备的。该压制的小球随后被用作模型；这种小球是在10000kPa的非常高的压力及极高的温度即800℃下生成的。在高压加热下制备材料的这个过程称之为烧结。得到直径0.7cm、厚0.3cm的扁平球。进行烧结步骤的目的是生成连接的胶态硅石粒子的网络。烧结的硅石粒子形成一种三维的、相互连接的胶态硅石网。在该烧结球中，将单体溶液填充进硅石粒子之间的空隙，然后聚合。用单体填充该相互连接的网络的空隙，之后进行聚合，接下来除去胶态硅石，由此在最终的聚合物中生成连续的多孔体系。Mallouk发表的文献也表明所获得的孔分布相对较窄并在一定程度上与最初的胶态硅石相对应。然而，Mallouk小组开展的工作并未公开对常规分离或净化应用有用的球形或近似球形的聚合物材料的生产方法。相反，它提供了一种形成复合材料的较繁琐的方法，经不起任何大规模或工业化过程的检验。在该工作中所使用的胶态硅石是通过一种工作密集型的、包括一种原硅酸四乙酯的乳状液的溶胶-凝胶法获得，并且该方法需要至少2天才能获得最终产品(更多的细节描述于K.Osseo-Asare&FJ.Arriagada，Colloids Surf.50，321，1990)。

Sueoka等(US 4279752)公开了一种其中混有细硅石粒子(尺寸为0.01μm)的多孔膜的制备。该膜由聚乙烯醇构成，将聚乙烯醇通过一种滚动导向模挤出到凝固浴中，随后将获得的膜在另一个浴中通过交联处理进行进一步加工。在第三个浴中，该硅石被提取并且将膜进行洗涤。所获得的膜具有1μm左右的均匀孔径，区别于形成硅石的孔的尺寸(0.01μm)。该文献指出在混合过程中细硅石粒子发生团聚。Sueoka等披露的材料不能作为色谱填料，即不具备珠粒形式。

Derylo-Marczewska等发表的文献(Langmuir，2002，18，7538-7543)公开热解硅石用于制备三聚氰胺-甲醛树脂的用途。从合成细节中可以推断制备的是块状形式的松散材料。Derylo-Marczewska等公开的材料不能作为色谱填料，即它没有披露珠粒。尽管孔径分布显示了主峰，但是也显示出有大部分微孔并且包含其他孔径群。因此所公开的块状材料没有均匀的孔径分布。微孔在色谱分离中可能是不利的，会导致不希望的色谱效应以及限定不明确的峰形如拖尾峰。

Li等(US 5288763)公开了基于模板聚合技术的多孔聚合物粒子的制备。作为模板，使用线型聚合物聚丙烯酸(PAA)，它溶解在含有引发剂的单体混合物中。此外PAA单体混合物溶解后被过滤以除去任何不溶物。披露了一种可溶的模板，即PAA，用来产生一部分孔。争议在于认为获得的颗粒的孔径分布窄，这在该文献中没有披露。所获得的孔径大于1μm且在表1中提到是均匀的(通过如图4-5所示的SEM观察结果评价)，但是没有提供支持数据。此外，获得的珠粒的孔同时具备了大孔和微孔的范围。如Li等在其专利中所陈述的(1栏，47行)，微孔会导致不希望的色谱效应及限定性差的峰形如拖尾峰。

Asher和Liu的工作(WO 0000278A1)披露了一种方法，其中胶态硅石与水溶性单体混合，然后在两片石英板之间进行聚合。生成的材料是典型厚度为0.1mm的平板。它既含有大的空隙又含有小孔，并且没有限定的孔特性。此外，没有披露珠粒。

色谱中需要珠粒形式且孔径分布窄而没有微孔的填充材料，该材料应可以经济的方法进行大规模生产。

发明内容

本发明的目的是制备孔径可控、孔径分布窄的聚合物珠状材料，其中所述的聚合物珠状材料几乎不含微孔，并且其中所述的聚合物珠状材料易于大规模生产。此外，该聚合物珠状材料可由廉价的(商品)原料生产。此目的通过一种聚合物珠状材料实现，该材料通过以下方法获得：

a)在无孔粒子的存在下，提供单体和任选的生孔剂和任选的添加剂并任选将它们进行混合，

b)在分散介质中将该混合物进行分散，形成含有无孔粒子的单体液滴，

c)将所述含有无孔粒子的单体液滴进行聚合，

d)从形成的聚合物珠粒中除去所述的无孔粒子。

由此获得的材料呈珠粒样形式，即大体上为球形，该种根据本发明的一个目的的材料可以被用于分离；检测；催化；诊断；俘获应用，如俘获化学品，如金属离子、无机化合物、药物、肽、蛋白质、DNA、天然和人造聚合物、天然或人造化合物、食品或药品、病毒、细菌、细胞和其他实体；或者富集应用，如色谱、分批分离、传感器应用、过滤器、膜、受控释放材料、催化剂、仿生材料、热动力式疏水器和俘获基质。

附图说明

图1示例说明采用本发明方法制备聚合物材料，所具有的孔通过引入胶态硅石、聚合及除去胶体而获得。图中最终聚合珠粒的孔径分布被理想化，其应与胶态硅石的尺寸分布相对应。

图2(A-C)示例说明多种珠粒的孔径分布，采用氮气吸附(BET)分析法测定。所研究的珠粒是A)优质的市售硅石，B)优质的市售聚苯乙烯-二乙烯基苯(PS-DVB)聚合物树脂，以及C)本发明的聚合物珠粒。

图3示例说明本发明的聚合物材料的照片，采用光学显微镜拍摄。

图4示意性地说明含有在制备过程中引入的胶体粒子的聚合物珠粒的悬浮制备方法。当胶体粒子和单体溶液都为疏水性时，会形成与分散介质，即水，不互溶的相。一经搅拌，所述的由单体和疏水性胶体粒子组成的相就会形成液滴。聚合后，得到胶体-聚合物复合珠粒。进一步加工生成多孔珠粒。

具体实施方式

本发明涉及一种可通过在聚合过程中采用无孔粒子作为成孔剂(pore forming agent)而获得的聚合物珠状材料，其中无孔粒子的粒径和粒子分布可用来控制所获得的聚合物珠状材料中的孔径和孔分布。通过自组装过程在聚合物内部形成非孔粒子的网络。本发明为单体与非孔粒子分配创造条件。

本发明的一个实施方案涉及一种可通过以下步骤获得的具有窄的孔径分布(几乎不含微孔)的聚合物珠状材料，

a)在无孔粒子的存在下，提供单体和任选的生孔剂、任选的添加剂并任选将它们进行混合，

b)在分散介质中将该混合物分散，形成含有无孔粒子的单体液滴，

c)将所述含有无孔粒子的单体液滴进行聚合，

d)从所形成的聚合物珠粒中除去所述的无孔粒子。

根据一个实施方案，步骤a)可以通过在非极性无孔粒子的存在下将非极性单体混合并分散于一种极性介质(例如水，或者所述单体和无孔粒子不溶于其中或与其不混溶的极性溶剂)中，或者在极性无孔粒子的存在下将极性单体混合然后将该混合物分散于疏水介质(例如该极性单体和无孔粒子不溶于其中或与其不混溶的矿物油)中来进行。在本文中，分散按其普遍意义来使用，即“分散在宏观尺度上是均匀的，但在微观尺度上是不均匀的。它由一种物质存在于另一种基质物质中的颗粒或液滴组成”，(Atkins，P.W Physical Chemistry，5^th Edn，Oxford UniversitvPress，p240)。认为在上述两种情况下单体与无孔粒子的分配是由于该无孔粒子和该单体具有区别于所述分散介质的化学相似性或相似的官能。

在另一个实施方案中，无孔粒子可以被改性为在它们的表面上负载极性或者非极性的化学官能团，然后可将其与极性或非极性单体混合，并将该混合物分散于可能是极性、非极性或极性和非极性介质的互溶混合物的介质中。

在本发明的另一个实施方案中，也可在聚合之前，通过将固态单体、所述单体用的溶剂(例如，甲苯用于非极性单体或者乙腈用于极性更大的单体)以及无孔粒子混合，以一种半干燥方法使单体与无孔粒子分配。

在一个实施方案中，可以在聚合之前通过将液态单体和无孔粒子混合来实施半干燥方法。

聚合之后，除去所述聚合物珠粒内部的胶体粒子，在先前被无孔材料占据的地方留下孔或洞的网络。无孔粒子的特性，如其尺寸、尺寸分布和其他的化学或物理化学参数将决定最终聚合物材料的孔特征。由此来控制最终聚合物材料，如聚合物珠粒、树脂、膜等的孔径特征。孔特征的控制由无孔粒子的选择来决定。

尽管优选使用胶体粒子来形成聚合物材料中的孔，但可以设想使用μm范围的更大的粒子。这种孔径在μm范围的聚合物珠粒对于某些应用而言是有益的。例如，对于大的化合物如蛋白质、细胞或其他化合物的分离，优选具有μm范围孔的材料。

根据本发明优选的无孔粒子是胶态硅石、乳胶、晶体分子、生物矿物或者任何其他的有机、无机或生物无孔实体，或者它们的任何混合物。更优选的无孔粒子是胶体粒子，最优选的是胶态硅石，如Aerosil R972或R8200(Degussa)。该胶体粒子的特性在最终的聚合物的孔特征中反映出来。优选所述胶体没有内部孔隙。如果所使用的胶体孔径为100那么该聚合物材料也会具有100左右的孔径。但是聚合物的最终孔径会因为聚合物可能收缩或膨胀——取决于所使用的聚合物性质的特征——而变化。如果采用具有非常窄的粒子尺寸分布的胶体，在聚合物珠粒中将形成具有相同或非常相近的孔尺寸分布的孔。

所述无孔粒子可以具有不同的直径。这样它们可以包含一种或多种无孔粒子群，其中每个群基本具有相同的直径但不同于另一个群。

本发明还涉及聚合物材料的生产方法，所述聚合物材料为具有预定尺寸的例如球形或近似球形的珠粒或树脂。本发明还涉及具有高度限定的孔径分布的聚合物材料例如聚合物珠粒和树脂的制备方法，其中所述材料，如果需要，可以球形、扁平状、粒状、层状或多组分的形式生产。本发明的聚合物材料还可以被制备成其他的形式或形状。本领域技术人员可以制备作为膜、过滤器、管、复合材料有用的形式或形状，以及本领域技术人员熟知的其他形式。这些形状可以是颗粒、整块、球形、复合物珠粒、棒、管、片、膜、过滤器、中空、层状的或其他多组分的组装体。

本发明还涉及所述聚合物材料用于化学品、金属离子、无机化合物、药物、蛋白质、肽、DNA、天然和人造聚合物、天然或人造化合物、食品或药品、病毒、细菌、细胞和其他实体的分离、检测、催化或捕获的用途。

在本发明中，可以使用胶体粒子如胶态硅石作为成孔剂，聚合完成之后用适合的试剂——如碱，例如氢氧化钠——将硅石除去在那里会形成孔。用这个方法，使孔的形成与聚合机理、相分离和交联相分离，带来若干有益效果，如能够对聚合物材料的希望的孔特征进行控制、微调以及改性。此方法的另一个优点在于，尽管胶态硅石还存在于聚合后的珠粒中，但可进行聚合物本体的任何改性而不会改变最终的孔结构。

聚合物珠粒或者树脂可以通过在例如悬浮聚合、缩聚、本体聚合、乳液聚合、膜乳化聚合、分散聚合、沉淀聚合、溶液聚合、接枝聚合、表面聚合或电引发聚合中，或通过溶胀技术获得所述聚合物而容易地获得。这种方法在图4中有描述并且形成球形聚合物珠粒。

本发明要使用的胶体粒子可以选自热解硅石或胶态硅石、乳胶、晶体分子、生物矿物或任何其他的有机的、无机的或生物的胶态实体。该胶体粒子可以是疏水性的，在此情况下应选择疏水性单体，或者可以是亲水性的，在此情况下应选择亲水性单体，分散介质分别是亲水性的(例如水、醇、二甲基甲酰胺、乙腈、二甲亚砜、有机酸、有机碱和酮、其他极性有机溶剂、或它们的任何混合物)或疏水性的(例如矿物油、芳香族或脂族环状化合物、烷烃如庚烷、石油醚、卤化溶剂或溶剂油，或者它们的任何混合物)。

本发明优选的胶体粒子是具有疏水性表面的胶态硅石粒子，如Aerosil R972和R8200。该胶态粒子可以是单一类型的胶体或者是不同类型胶体的混合物。如果在含有疏水性胶体粒子的水中或者富水相中加入一种非极性单体相(例如二乙烯基苯和苯乙烯)，该胶体粒子会由于热力学配分而在所述的非极性单体相中富集。已表明，与本发明相关的特定胶体在适合的环境中会通过简单的自组装形成相互连接的网络。

本发明中“胶体”的定义如P.W.Atkins，Physical Chemistry，5^thed.，p970所述。

“自组装”被理解为所述的胶体粒子和单体具有区别于所述分散介质的化学相似性或相似的功能。这种化学相似性或功能使得它们粘在一起彼此吸引并避免或排斥分散介质。因此例如所述胶体粒子和单体可以是疏水性的、亲水性的、极性的、非极性的或中性的，而悬浮介质相应地是亲水性的、疏水性的、非极性、极性的或带电的。本发明人已经观察到采用不同方法生产的疏水性胶态硅石(例如热解硅石，Degussa，德国)在本方法中都起到很好的作用。当单体-硅石混合物在水中或富水介质中搅拌或者用其他方式搅动时，形成单体液滴内部含有疏水性胶态硅石的单体液滴。所述单体液滴随后聚合，导致液滴固化形成珠粒。因为胶态硅石嵌在聚合物珠粒的内部，因此将该材料称为硅石-聚合物复合材料。

所述硅石-聚合物复合材料还可以在所谓的半干燥方法中形成。在此过程中，在适合的搅拌条件下(例如滚轧-见实例5)，无孔硅石与所述单体、以及如果需要的话还有引发剂、溶剂混合，并且在半干燥过程中进行聚合。

完全聚合后，从聚合物中除去引入的硅石，留下聚合物孔状网络。引入的硅石的去除可以通过用适合的溶剂溶解来进行。这些步骤在图1中有示意性描述。该方法示意性地描述于图4中。为了更便于视觉描述，在图4中将所述的胶态硅石粒子和生成的聚合物-硅石复合材料珠粒的相对尺寸简化而没有按比例绘制。因为硅石在完成了其功能——作为聚合物内部的填料——之后被除去，它可以被看作一种牺牲填料。它被除去，即牺牲，用来产生孔。由于使用硅石并在随后被除去，在聚合物中留下孔，因此它们可以被认为是成孔剂。

通常在分离工业中，聚合的液滴被称为聚合物珠粒或者有时被称为树脂。术语“珠粒”和“树脂”在本发明中可互换使用。

本发明中“聚合物材料”旨在意指聚合物珠粒或树脂，或者另外的材料如膜、过滤器、管、复合材料，以及本领域技术人员熟知的其他形式或形状。

术语“牺牲性无孔填料”和“无孔粒子”在本发明内可以互换使用并始终指用来在“聚合物材料”中产生孔结构的无孔颗粒。

在本发明中术语“粒子”和“填料”可以互换使用。在本发明中，术语单体包括单体和交联用单体两者。单体的实例是苯乙烯或甲基丙烯酸，交联用单体的实例是二乙烯基苯或者亚甲基双丙烯酰胺。

本发明中分散介质和连续相可以互换使用。

本发明中使用的术语“不含微孔”指大体上不含微孔，例如，如图2c中披露的那样。

胶态硅石可以通过溶胶-凝胶法(K.0sseo-Asare & FJ.Arriagada，Colloids Surf.50，321，1990)和其他方法获得，如火焰水解法。然后该胶态硅石被称为热解硅石。在氧气-氢气火焰中通过挥发性硅烷化合物的火焰水解过程获得热解硅石粒子。这种尺寸在胶体范围内的热解硅石有例如Degussa(德国)制造并销售的商标名Aerosil的商品。术语热解硅石和胶态硅石在本发明中是可以互换的术语。胶态硅石通常以干粉提供。

可以使用胶体或胶态硅石粉，优选具有适合的设计的表面和粒子特性，如疏水性或亲水性表面，其被导入单体混合物，并被引入聚合物中。聚合之后，将该聚合物进行洗涤，使硅石溶解并留下具有确定的且孔径变化小的高度限定的孔的相互连接的网络，如图2C所示。

如图2C所示，存在清楚的证据表明在本发明的珠粒中存在高度限定的且窄的孔径分布，而对于普通的聚合物树脂，如图2B所示，是不能获得的。新材料的孔径分布可以与无机分离珠粒，例如图2A中所示的硅石相匹敌。此外，所获得的珠粒明显不含任何不希望的微孔，即小于20

的孔。如图2B所示，市售的聚合物珠粒具有相当高的微孔水平。

优选的胶态硅石直径尺寸范围从低nm到低μm，并且优选它们具有可以忽略不计的或没有内部孔隙。这些胶态硅石可以为其本来的形式——显示有硅烷醇基团，或者它们可以如Maier等(Maier N.M.，L.Nicoletti，M

W Lindner，Chirality，1999，11，7，522-528)所描述的以及如实例1所描述的被化学改性，并且它们在其表面可以包含中性的、酸性的、碱性的、亲水性的、疏水性的、可聚合的、仿生的或其他官能团。此外，硅石的表面可以被设计为补充所述单体组合物和聚合化学。

加入到单体混合物中的胶态硅石的量可以是痕量到较大的数量，并且与单体溶液相比最大值可以接近99重量％。

当硅石的重量百分数远大于所加入的单体溶液的重量百分数并且没有分散介质存在时，被称为半干燥聚合。半干燥聚合代表这样一种聚合体系，其中胶体-单体混合物看起来是干的，因为全部单体被硅石胶体所覆盖。

任选地，可以加入控制胶态硅石与单体相的相容性、且还控制与体系中其他相的相容性的另外的试剂/添加剂来改善该材料的总体特性。例如，可以加入表面活性化合物(例如十二烷基硫酸钠(SDS)、Triton或类似的两亲性化合物)、两亲性聚合物如聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVPy)、或者有机试剂来改善硅石、包含疏水性单体(或在相反的情况下亲水性单体)的润湿性。还可以设想本领域技术人员熟知的其他添加剂。

作为替代，可以加入减少或增加硅石悬浮在连续相中的能力的化合物。这种化合物通常具有两亲性试剂或表面活性剂的性质，可包括硅烷类、烷烃类、聚合物、脂肪酸类、碳水化合物和其他两亲性化合物的衍生物。

此外，可以考虑对硅石进行表面改性来提高其与单体混合物(例如苯乙烯-二乙烯基苯)的相容性。这种表面改性可以包括通过引入甲基、丁基、苯基、辛基、苯乙烯基、甲基丙烯酰基或其他类似的官能团来对硅石进行表面改性。

本发明中可以设想采用胶体来生产分子印迹聚合物。总体上，分子印迹聚合物是在溶剂中有模板的存在下通过单体和交联剂的聚合生成的。聚合之后，该模板被洗掉留下粘合的部位，具有模板及相似分子可以某种特异性再粘合在那里。作为模板，可以设想用肽、蛋白质、激素、药物、金属离子、毒素、手性化合物、病毒、细胞以及任何其他的化学的或生物的实体。

在文献(Sellergren，B，Molecularly Imprinted Polymers：Manmademimics of antibodies and their application in analytical chemistry.B.Sellergren(Ed.)Elsevier publishers，2001(22chapters，550pages))中，介绍了很多实例并且本领域技术人员可以设想任何类型的模板。

本发明的聚合物单体通常来源于乙烯单体、苯乙烯单体或丙烯酸单体。优选的实例是2-羟乙基甲基丙烯酸酯、烯丙基葡聚糖、N-乙烯基吡咯烷酮、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、甘油-1-丙烯酸酯，或甘油1-甲基丙烯酸酯、2-或4-乙烯基-吡啶、N，N-二乙氨基乙基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯，以及交联用单体如二甲基丙烯酸乙二醇酯、二乙烯基苯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯以及N，N’-亚甲基双丙烯酰胺，或者任何其他极性、非极性、离子的、亲水性的或疏水性单体或交联剂，或者它们的混合物。其他候选单体在文献例如由Sellergren编写的分子印迹教材(Sellergren，B，MolecularlyImprinted Polymers：Man made mimics of antibodies and theirapplication in analytical chemistry.B.Sellergren (Ed.)Elsevierpublishers，2001(22chapters，550pages))中有广泛的描述并可以从商业来源获得或可以特制以适于应用。

此外，根据本发明，可制备含有琼脂糖、右旋糖苷、纤维素或其他生物高聚物的珠粒。

在其他应用中，聚合物制剂可以在聚合物中包含响应或者报告特性，这使其能够对环境变化，如温度、pH值、盐浓度和其他参数的变化作出反应，或对结合效应作出响应。包含这种响应效应的一些单体和聚合物在例如Mattiasson等(B.Mattiasson，A.Kumar and I.Yu Galaev，Journal of Molecular Recognition，11，211-216，1998)发表的文献中有描述。报告基团可为例如荧光的、或发射或影响可在诊断应用中使用的另一种可测量的信号。

该材料可以通过牺牲无孔填料——如上述的无孔粒子，如硅石——在单体溶液中的原位聚合或通过引入到预制的低聚物或聚合物中而制备。引入之后，该牺牲无孔填料随后采用已知方法(Feibush的美国专利No 4,933,372)溶解，如含氟化合物和强碱性或强酸性化学品。溶解无孔粒子的试剂可以是基于含氟化合物如氢氟酸或二氟化氢铵、基于氢氧化钠、氢氧化钾或四甲基铵的各种强碱性化合物、或酸化合物如磷酸的浓液。通常，加热可以提高这些化合物除去硅石的效力。

将所述牺牲无孔填料引入聚合物的一种方法是向液体、溶液、乳状液、气溶胶或悬浮液中简单加入。替代地，该牺牲无孔填料可以通过混合到预制的材料中、通过烧结或压制、通过注射成型或其他聚合物加工方法而引入。例如，该牺牲无孔填料可以混合进聚乙烯、聚丙烯或其他适合的通用或特种聚合物中，然后加工成所需的形式，最后处理以除去该牺牲无孔填料获得含有所需孔隙或孔特性的结构。

本发明还包括生产均匀尺寸的聚合物粒子或珠粒的方法。采用胶态硅石粒子生产均匀的聚合物珠粒的方法是使用例如单分散乳胶乳状液或类似的制剂，根据Ugelstad等(Ugelstad，J.；Kaggerud，K.H.；Hansen，F.K.；Berge，A.Makromol.Chem.1979，180，737-744)或如Frechet等(美国专利5130343)所描述的过程进行的悬液、乳液、分散聚合法、膜乳化以及单步或多步溶胀法。具有窄的(或均匀的)粒子尺寸分布的粒子被称为单分散的。

根据一个实施方案，可以设想这样一种硅石-聚合物复合材料珠粒或树脂的聚合后处理，其中含有硅石的珠粒被“浸”在例如苯乙烯中，导致(a)单体如二乙烯基苯的剩余的未反应的乙烯基团的去除；b)珠粒的密度增加以及微孔水平的减少；c)珠粒机械稳定性的改善以及d)具有某种特性的另一种材料的引入。

根据本发明的一个实施方案，本发明的珠粒或树脂还可以在分子或者大分子模板的存在下制备，以便进一步给予分离能力上的尺度特征。该分子模板可以是聚合组合物的一部分或者可以溶解的或分散的形式存在并能在聚合后通过溶剂萃取以及其他洗涤或化学处理方法被除去。或者，该分子模板可以与胶态硅石粒子共价连接或缔合并由于它们与硅石载体偶合或缔合而与硅石一起被除去。例如，硅石表面改性可以是简单的酸性基团，并可以使用单体混合物中的碱性单体，该碱性单体则会成为最终珠粒的一部分。这会生成具有与酸性阴离子相互作用的能力的碱性阴离子交换树脂，且当使用碱性单体时它们会主要位于珠粒的表面上。

在本发明的一个实施方案中，碱性部分可以与胶态硅石偶合，并使用一种酸性单体获得酸性阳离子交换树脂。当使用更复杂的分子，如药物、手性分子、碳水化合物、肽或蛋白质或者甚至是活的实体用于胶体粒子的表面改性时，官能性单体和交联剂以及其他反应物被适当改变来产生对偶合体和相似的化合物具有确定的亲合力的聚合物树脂。

聚合可以由任何常规的和适合的引发剂来引发，优选的引发剂是偶氮、过氧化物、或者其他引发剂，如偶氮引发剂像偶氮二异丁腈(AIBN)、过氧化苯甲酰、二甲氧基苯基苯乙酮。可以用热或紫外光通过辐射来引发，或者通过化学或催化引发。可以设想任何聚合化学如自由基聚合、缩合聚合、离子聚合、电化学或开环聚合。本领域技术人员会了解到其他引发化学和技术。

此外，本发明可以适用于较宽范围的聚合方法，如溶液聚合、多步溶胀聚合、分散聚合、沉淀聚合，以及悬浮聚合或乳液聚合，并可以在均相溶液中或在多相中进行，如在中间相中、在液-液界面或液-固界面处、在表面上进行，并可以与聚合体系中分子的、低聚的、聚合的、大分子的、树枝状的、晶态的、生物的或其他的添加剂相结合。本领域技术人员会了解到其他聚合化学和技术并会了解到其他适合的添加剂。

在需要水作为悬浮介质的聚合体系中，如图4所示，可以向水相中加入自由基清除剂如亚硝酸钠来抑制水相中不希望的聚合。这减少了水相中生成在常规色谱中作为固定相无益的小聚合物级分的不可控聚合的数量。

一旦硅石或者任何其他适合的无孔粒子共聚于最终的聚合物，该聚合物就必须被处理以除去引入的无孔粒子。为了增加对该引入的无孔粒子的可及性，所述珠粒可以用使该材料溶胀的适合的溶剂处理。这种溶剂是例如丙酮、醇、氯化的溶剂、甲苯或苯、四氢呋喃或任何其他能使二乙烯基苯-苯乙烯树脂溶胀的适合的溶剂。其他聚合物需要其他通常具有与聚合物相似的溶度参数的溶剂。例如，生物高聚物在水性或极性溶剂如水、缓冲剂或醇中具有高的溶胀率。材料溶胀之后，引入的无孔粒子可以用化学的或物理的或其他方法处理来实现将其除去的目的。

根据本发明，所引入的无孔粒子可以根据其溶解性或稳定性或通过其他方式除去。

一旦聚合物材料被制备，它们或者可以被用作高效的尺寸排除分离材料、单一、反相材料，或者在改性后用作离子交换分离材料，例如，如Masuda等的方法中(Masuda，T.；Nishimura，Y.；Tonegawa，M.；Kitahara，K.；Arai，S.；Yamashita，J.；Takai，N.Journal ofChromatography A，1999，845，401-408.)所披露的。另外，官能团可以被用来键合或偶合其他分子以便改变材料的表面性质。例如，抗原可以被固定在表面从而被用作分离材料，形成另外的尺寸选择性。当然，其他实体也可键合或附于本发明的聚合物表面，以便达到设计的表面特性。在过滤应用中，可以使用膜、过滤器或其他装置来仔细控制不同分子尺寸和流体力学半径的化合物的过滤或扩散。这对于透析膜、尺寸排除过滤器以及其他尺寸或者形状的选择应用尤为重要，本发明可用于这些。

根据本发明的一个实施方案，所述材料载有药物活性成分，之后可在药物和医学应用中作为控释材料。

除了通过溶解小硅石粒子引入孔外，产生限定的孔直径更大的第二孔群是有益的，以改进传质和扩散性能。根据本发明的一个实施方案，这可以通过使用具有更大直径的第二无孔硅石材料——其产生第二类流通或灌注孔，或者通过向混合物中添加高度有序的固态或半固态材料来实现。在某些情况下，大孔的引入可以通过流体添加剂、相或溶剂来完成。

总之，本发明描述了一种用于制备具有高度限定的孔结构的基于聚合物的分离材料——优选聚合物珠粒或树脂——或其他材料的新方法。根据本发明，用于生产在分离领域用作树脂的球形珠粒或材料的工艺过程和方法是本发明所关注的核心。通过使用，例如确定尺寸的胶态硅石和化学，可以预先确定最终材料的孔径。不同的分离应用需要不同孔径的树脂或材料。本发明提供了将孔径控制在预定范围内的可能性，例如孔径至少为50

，更优选至少为100

。此外，本发明还提供具有窄孔径分布的树脂和材料，如图2c所示。图2c示例说明了本发明树脂的孔径和孔径分布，用氮气吸附分析法分析。另外，通过在单体溶液中不包括生孔溶剂，排除了不希望的和未经限定的孔，使材料中不含任何不希望的微孔。

尽管已通过某些公开的实施方案对本发明进行了描述，但是本领域技术人员可以预见，还有一些实施方案、变形、或组合尽管没有特别提到但仍在本发明的范围内。

此处所引的全部文献均通过全文引证的方式纳入本说明书。

下面将参照非限制性实例对本发明进行详述。

实例1

胶态硅石的硅烷化

在1000ml两颈圆底烧瓶中加入21.0g硅石(Aerosil，Degussa，Germany)和120ml的甲苯并用氮气鼓泡10min，然后在一个悬臂式搅拌器的搅拌下缓慢滴入1ml蒸馏水，之后搅拌1h。将大约14.5ml(16.2g)硅烷滴入该混合物中并搅拌10min，加入0.1211g对甲苯磺酸一水合物并在室温下搅拌45min，然后在氮气氛下105℃油浴回流24h。冷却后，去除溶剂得到硅石。

实例2

本体聚合

制备10g DVB(二乙烯基苯)、2g苯乙烯和200mg AIBN的单体混合物，并加入1-20g胶态硅石(Aerosil，Degussa)。获得混合物，该混合物必须通过轻柔搅拌达到均匀混合。该粘稠的单体硅石混合物随后被加热到65℃保持12h。聚合后，获得聚合物块，压成聚合物片，研磨、洗涤、筛分或淘析并干燥。

该聚合物-硅石复合材料颗粒先在足量的丙酮或任何其他适合的溶剂中溶胀，然后用能溶解所引入的硅石的氢氧化钠水溶液处理。得到的处理过的颗粒具有由溶解的硅石胶体留下的有序的孔结构。

实例3

悬浮聚合(具有高交联度)

制备10g DVB、2g苯乙烯和200mg AIBN的单体混合物，并加入5g胶态硅石(Aerosil，Degussa)。获得硅石-单体混合物，其必须经轻柔搅拌达到均匀混合。然后将该硅石-单体混合物在室温下加入到100ml典型地含有2重量％悬浮稳定剂(例如PVA)以及，如果需要，其他使悬浮液稳定的添加剂的水相中。随后对该两相悬浮体系进行搅拌来分散单体混合物以便形成小的聚合物液滴，然后加热到65℃并保持12h，再加热到80℃并保持4h。完全聚合后，获得聚合物珠粒，之后洗涤，并且如果需要通过湿法或干法筛分、淘析或沉降进行分级形成所需粒径的级分并干燥。该过程在图4中有示意性描述。

该聚合物-硅石复合材料首先在50ml丙酮或者其他适合的溶剂中溶胀并润湿，然后用能够溶解引入的硅石的氢氧化钠溶液处理。这样处理过的珠粒现为球形，具有由溶解的硅石胶体留下的有序的孔结构。

实例4

硅石团聚体的形成以及随后单体的加入

制备了典型地含有2％悬浮稳定剂(例如PVA)以及，如果需要，其他添加剂的连续水相(100ml)，然后加入5g胶态硅石(Aerosil，Degussa)并搅拌至均匀悬浮。在此过程中，会形成胶态硅石团聚体。彻底悬浮后，由10g DVB、2g苯乙烯和200mg AIBN组成的单体溶液被例如分次加入，并对混合物进行搅拌直到全部单体被硅石团聚体吸收且整个混合物均匀分散在体系中。然后将该悬浮液加热到65℃保持12h，之后再加热到80℃保持4h。完全聚合后，获得聚合物珠粒，之后洗涤并如果需要通过湿法或干法筛分、淘洗或沉降进行分级形成希望的粒径级分并干燥。该过程在图4中有示意性描述。

该聚合物-硅石复合材料首先在50ml丙酮或者其他适合的溶剂中溶胀并润湿，然后用能够溶解所引入的硅石的氢氧化钠水溶液处理。这样处理过的珠粒现为球形，具有由溶解的硅石胶体留下的有序的孔结构。

实例5

半干法聚合

在容器中称量5g干燥胶态硅石(Aerosil，Degussa)，加入由苯乙烯、二乙烯基苯和引发剂(摩尔比是1∶1∶0.04)组成的0.1-5ml单体混合物。该容器用氮气吹扫然后密封。对该半干混合物进行充分搅拌(或搅动，或滚轧)以便使单体混合物均匀分布在整个硅石床上。然后该混合物被加热到60℃引发聚合，保持16h，并使其聚合直到单体完全固化。之后暴露于氢氧化钠溶液中除去硅石，并对生成的聚合物珠粒进行洗涤并收集。

实例6

采用天然胶态硅石的反相悬浮

制备5g二甲基丙烯酸乙二醇酯EGDMA、2g甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、2g甲基丙烯酸(MAA)和200mg AIBN的单体混合物，并加入5g天然胶态硅石。获得一种粘稠的悬浮液，其必须经过轻柔搅拌达到均匀混合。然后将该粘稠的单体悬浮液在室温下加入到典型地含有2％悬浮稳定剂和，如果需要，其他使悬浮液稳定的添加剂的矿物油、石油醚、庚烷或类似相(50ml)中。任选地，可以在油相中加入自由基清除剂来抑制油相中不希望的聚合。这减少了在油相中未经控制的聚合的量，这种聚合导致在常规色谱中作为固定相无用的小聚合物的部分。随后对该两相悬浮体系进行搅拌来分散单体混合物以便形成小的聚合物液滴，然后加热到65℃并保持12h，再加热到80℃并保持4h。完全聚合后，获得聚合物珠粒，之后洗涤并如果需要分级形成希望的粒径并干燥。

该聚合物-硅石复合材料首先在50ml丙酮中溶胀，然后用能够溶解引入的硅石的氢氧化钠水溶液处理。对生成的聚合物珠粒进行洗涤并收集。

实例7

孔径受控的聚合物树脂的制备(低交联度材料)

在三颈烧瓶中加入硅胶(3g)(Aerosil，Degussa)和蒸馏水(30ml)，将该混合物用氮气充气30min并温和搅拌。加入由苯乙烯、二乙烯基苯和引发剂(摩尔比是1∶1∶0.04)组成的混合物(3ml)，随后加入10ml浓度为0.35wt％的PVA(分子量1000，1份；分子量1500，25份)水溶液。在通氮气下以700rpm对该混合物进行搅拌24小时，然后在75℃再保持另外的24小时。之后将混合物冷却，通过烧结的玻璃过滤器过滤并用200ml水和100ml甲醇洗涤。然后将沉淀物加入到90ml 5M的NaOH水溶液和60ml甲醇的混合物中并在室温下搅拌24小时来溶解硅胶模板。用水对聚合物粒子进行洗涤直到溶液呈中性，随后用100ml甲醇洗涤，然后在室温、真空条件下干燥。典型的聚合物产率高于90％并且硅石像在先前的实例中描述的那样被定量除去。

实例8

孔径受控树脂改性形成离子交换材料

步骤1.氯甲基化

在30ml氯仿中溶解2.7g三噁烷和12ml三甲基氯硅烷，将该溶液加入到3克例如像在实例7中制备的干的聚合物材料中。然后加入1.5mlSnCl₄并在0℃对该混合物搅拌30分钟，并在室温下在通氮气条件下再搅拌2h。该反应混合物加入到甲醇-水混合物中，通过玻璃过滤器过滤，并用甲醇、THF、水和甲醇洗涤。在真空下对该聚合物珠粒进行干燥。

步骤2.转化为阴离子交换材料

2.0g氯甲基化树脂悬浮于8mL水和2mL N，N，N’，N’-四甲基-1，6-二氨基乙烷的混合物中。将粒子通过超声处理分散10min，混合物随后在60℃搅拌4h。将粒子在玻璃过滤器上滤出，用水、6M HCl和水洗涤，然后在真空下干燥过夜。还可以用其他叔胺代替N，N，N’，N’-四甲基-1，6-二氨基乙烷。

实例9

具有窄孔径分布的单分散珠粒的制备

将在水中的0.83ml乳胶悬浮液(由不含乳化剂的乳液聚合获得)(0.1g/ml)用由0.48ml邻苯二甲酸二丁酯、0.02g SDS和5ml蒸馏水组成的微乳液溶胀。在125rpm搅拌下使该混合物溶胀15h直到油液滴完全消失。向溶胀的粒子中加入1-10g分散在含有2％PVA的20ml蒸馏水中的胶态硅石(Aerosil，Degussa)并使其在搅拌下被溶胀的聚合物液滴吸收。加入交联剂(5ml EDMA)、单体(1ml甲基丙烯酸)、0.25g AIBN、0.02g SDS、20ml浓度为2％PVA，也使其在搅拌的同时被形成的液滴吸收。任选地，使该粒子进一步溶胀来增大粒径。随后使所形成的粒子内部的单体于50℃在氮气气氛下缓慢搅拌聚合24h。由此得到聚合珠粒的分散液并将其倒入250ml水中，过滤，然后通过悬浮-过滤循环进行洗涤，其中3次用甲醇，2次用四氢呋喃，2次用丙酮。然后将获得的粒子与丙酮一起研磨，用二氟化氢铵处理除去牺牲填料，洗涤并收集得到具有限定的孔结构的单分散聚合物粒子。

实例10

具有限定的孔径分布的整体柱的制备

将硅石(3g，Aerosil，Degussa)的3ml苯乙烯、二乙烯基苯和AIBN(摩尔比为1∶1∶0.04)悬浮液倒入一端密封的不锈钢柱中(尺寸，内径4.6mm，高10cm)。填充完该柱后将另一端也密封并使该柱聚合。完全聚合后，通过例如加热，用甲醇氢氧化钠对该柱进行洗涤除去牺牲填料并洗涤该柱。

实例11

具有窄孔径分布的膜的制备

将硅石(3g，Aerosil，Degussa)的3ml苯乙烯、二乙烯基苯和AIBN(摩尔比为1∶1∶0.04)悬浮液铸入培养皿模具然后将其用锁模钩密封。填充和密封后，使聚合物通过例如热或紫外辐射聚合。完全聚合后，对所获得的膜用氢氧化钠水溶液进行处理并洗涤以除去牺牲填料，如在实例7中所描述的那样，并洗涤该膜。此过程或相似过程产生具有限定的孔径结构的膜及平板形状产品。

实例12

通过模塑法制备具有限定的孔径分布的材料

牺牲硅石与聚丙烯(PP)颗粒混合，然后在注射、挤出或吹塑成型或压延成型用模制设备中进一步加工，形成所需的设计形式和形状。在干燥状态下向10g PP颗粒中混合0.1-100g胶态硅石并装进机器中；PP硅石混合物被抽送过模制设备中的各种工具，形成所需尺寸和形状的模型。替代地，预制的聚丙烯(或聚乙烯或其他聚合物)可以被压制或烧结成希望的形状和形式。

成型及进一步(机械的、物理的或化学的)加工步骤后，牺牲填料通过适当的方法除去，如在实例7中所描述的那样，以便生成具有希望的形状和确定的孔径分布的材料。

实例13

采用胶体作为成孔剂制备分子印迹聚合物

在容器中称量5g干燥胶态硅石(Aerosil，Degussa，Germany)并加入0.1-5ml由二甲基丙烯酸乙二醇酯、甲基丙烯酸、普奈洛尔(propranolol)和任选氯仿组成的分子印迹单体混合物。该容器用氮气吹扫然后密封。对该混合物进行充分混合以便使单体混合物均匀分布在整个硅石床上。然后通过加热、紫外辐射或其他方法将该混合物引发聚合，并使其聚合直到单体完全固化。之后用二氟化氢铵水溶液处理除去硅石，并对生成的聚合物珠粒进行洗涤并收集。

Claims

1.一种聚合物珠粒材料，具有一个窄的孔径分布，可通过以下步骤获得：

a)在无孔粒子的存在下，提供单体和任选的生孔剂以及任选的添加剂并任选将它们进行混合，

b)将该混合物分散于一种分散介质中，形成含有这些无孔粒子的单体液滴，

c)使含有所述无孔粒子的所述单体液滴进行聚合，

d)从所形成的聚合物珠粒中除去所述的无孔粒子。

2.一种聚合物珠粒材料，具有一个窄的孔径分布，可通过以下步骤获得：

b)使含有所述无孔粒子的所述单体液滴进行聚合，

c)从所形成的聚合物珠粒中除去所述的无孔粒子。

3.根据权利要求1的聚合物材料，其中所述分散介质是亲水性的。

4.根据权利要求3的聚合物材料，其中该亲水性分散介质选自由水、醇类、二甲基甲酰胺、乙腈、二甲亚砜、有机酸类、酰胺类、有机碱类以及酮类构成的组，其他的极性有机溶剂或它们的任何组合。

5.根据权利要求1的聚合物材料，其中所述分散介质是疏水性的。

6.根据权利要求5的聚合物材料，其中该疏水性分散介质选自由矿物油、芳香族或脂族环化合物、石油醚、烷烃类以及卤化的溶剂构成的组或它们的任何组合。

7.根据权利要求1-6的任意一项的聚合物材料，其中这些无孔粒子具有相同或不同的性质，如尺寸、表面化学和密度。

8.根据权利要求1-7的任意一项的聚合物材料，其中这些无孔粒子是胶体粒子。

9.根据权利要求7或8的聚合物材料，其中这些胶体粒子具有高达500nm的直径。

10.根据权利要求7或8的聚合物材料，其中这些无孔粒子是大于500nm的粒子。

11.根据权利要求1-10的任意一项的聚合物材料，其特征在于具有与该无孔粒子尺寸和粒子尺寸分布相对应的一个孔尺寸和孔尺寸分布。

12.根据权利要求11的聚合物材料，其中所述孔尺寸至少为

13.根据权利要求1-12的任意一项的聚合物材料，其中所述无孔粒子的表面是带电的、中性的、酸性的、碱性的、极性的、非极性的、亲水性的、疏水性的、手性的、丙烯酸的、苯乙烯类的或仿生的。

14.根据权利要求1-13的任意一项的聚合物材料，其中这些胶体粒子选自胶态硅石、乳胶、晶体分子、生物矿物或任何其他有机的、无机的或生物的胶状体或它们的任何混合物。

15.根据权利要求1-14的任意一项的聚合物材料，其中这些单体选自乙烯的、苯乙烯的或丙烯酸单体，交联用单体或任何其他极性的、非极性的、离子的、亲水性的或疏水性单体或交联用单体，或它们的任何混合物。

16.根据权利要求1-15的任意一项的聚合物材料，所述材料在无孔粒子的表面具有一种模板分子。

17.根据权利要求1或2的聚合物材料，其中在步骤a)中加入一种模板分子。

18.根据权利要求1-17的任意一项的聚合物材料，其中这些单体选自丙烯酸的、乙烯的或苯乙烯单体和多价交联剂。

19.根据权利要求1-18的任意一项的聚合物材料，其中这些引入的无孔粒子被选自含氟化合物、碱性或酸性化学品的试剂除去。

20.根据权利要求1-19的任意一项的聚合物材料，其中所述材料是离子的、手性的、极性的、疏水性的、仿生的、催化的，具有反应性的，或它们的任何组合，或者具有亲合性。

21.根据权利要求1-20的任意一项的聚合物珠状材料，其中所述聚合物珠状材料不含微孔。

22.根据权利要求1-21的任意一项的聚合物材料，被用于分离；提取；检测；催化；诊断；俘获应用，如俘获化学品如金属离子、无机化合物、药物、碳水化合物、脂肪、肽、蛋白质、核酸、天然和人造聚合物、天然或人造化合物、食品或药品、病毒、细菌、细胞和其他实体；或者富集应用如色谱、分批分离、传感器应用、过滤器、膜、受控释放材料、催化剂、仿生材料、热动力式疏水器和俘获基质。

23.根据权利要求1-21的任意一项的聚合物材料，其中所述聚合物材料被用作色谱柱中填充的材料。