CN1026199C - 免疫磁性微珠的制备方法 - Google Patents
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Abstract
免疫磁性微珠的制备方法在于通过采用化学沉淀得到球形超细均匀的γ-Fe2O3、Fe3O4磁粉，并对磁粉表面进行改性处理，利用均匀化工艺，将经过表面处理后的磁粉在含官能团试剂的聚合单体中均匀分散，然后将磁粉单体溶液悬浮液在水分散剂中悬浮分散，最后通过悬浮液的聚合及磁性微珠的分离得到成品。通过本发明制得的微珠具有高度的化学稳定性和优良的水系分散性，工艺过程简单，对设备要求低，产率高，所得磁性微珠的尺寸较均匀。
Description
本发明属于免疫微珠的制备方法。
已有技术中，磁性微珠多是通过乳化聚合法或悬浮聚合法而制得的。联邦德国专利DE3836475提供的一种用多步乳液聚合法生产免疫磁性微珠，可得到大小均匀的颗粒。但该专利的工艺复杂，设备要求高，产率很低。并且，由于对Fe3O4颗粒的尺寸控制要求较严，难以保证全部氧化铁颗粒（400A，因而存在少量剩磁。日本专利J60079266采用聚合法制备磁性微珠，通过对强磁性粉末表面首先进行界面活性剂吸附处理，然后与单体聚合，得到性能稳定的微珠。但该方法制备出的微珠分散范围宽，粒子不均匀，由于在微珠表面没有引入功能官能团，因此，在免疫学领域内的应用有很大限制。并且，由于得到的微珠Fe2O3或Fe3O4在各个微珠内的分布不均匀，造成对磁性反应的敏感性有异，给操作和应用带来困难。制备磁性微珠的方法还有：在明胶水溶液中，分散Fe3O4胶体后，调整PH值，得到微珠，把Fe3O4胶体与水溶性聚合物或血清蛋白等蛋白混合后，通过乳化得到微珠。然而，包覆的聚合体在亲水性的情况下，在水溶液中产生微珠胀润，包含在内部的Fe3O4由于和水散媒溶液相接触，因此化学稳定性不好。此外，将Fe3O4胶体直接聚合包覆时，Fe3O4粒子的完全包覆比较困难。
本发明的目的在于克服上述缺陷设计出一种制备磁性微珠的方法。用本发明制备出的微珠具有下列特点：（1）强磁性粉末完全包入微珠内部，（2）对各种水溶液的化学稳定性及分散性较好;（3）对磁场反应敏感;（4）微珠均匀一致。而且本发明的工艺简单，产率较高。
实现本发明的技术方案是：通过采用化学沉淀得到球型超细均匀的γ-Fe2O3、Fe3O4磁粉，并对磁粉表面进行包覆改性处理，利用均匀化工艺，将经过表面处理后的磁粉在含官能团试剂的聚合单体中均匀分散，然后，将磁粉单体溶液悬浮液在水分散剂中悬浮分散，最好通过悬浮液的聚合及磁性微珠的分离得到成品。
下面将本发明的技术方案分为五个步骤作详细说明。
1、球型、超细、均匀磁粉的制备。
往一定量氨水或NaOH溶液中滴加含有Cr3+盐成球剂的FeCl2与FeCl3混合液，直到PH值为10-5（其中，Cr3+盐成球剂浓度为0.0001-0.005摩尔/升，FeCl2与FeCl3摩尔比为0.4-0.6），生成黑色沉淀Fe3O4（粒径小于400
），然后在20℃-80℃温度下，放置20-100小时，将Fe3O4沉淀用蒸馏水清洗去除氧离子、铵离子或钠离子，
在60℃-100℃温度下烘干，即得到Fe3O4磁粉，再将Fe3O4磁粉在220℃-280℃温度中放置数小时后，即可得到球型超细均匀磁粉-Fe2O3。
2、γ-Fe2O3或Fe3O4磁粉的表面包覆改性处理。
将γ-Fe2O3或Fe3O4磁粉与长链脂肪酸以摩尔比为1∶3-1∶10相混合20分钟～10小时，外加磁场，分离出具有亲油性的γ-Fe2O3或Fe3O4磁粉，干燥备用。
3.γ-Fe2O3或Fe3O4在聚合单体中的均匀分散。
将经过上述方法而得的γ-Fe2O3或Fe3O4加入到含有甲基丙烯酸羟乙酯、过氧化二苯甲酰、二乙烯基苯、甲基丙烯酸的苯乙烯溶液中，超声振荡、机械搅拌、使磁粉均匀分散，得到γ-Fe2O3或Fe3O4苯乙烯溶液悬浮液。
其中，按重量百分比，苯乙烯溶液中：
甲基丙烯酸羟乙酯 0.1-30%
过氧化二苯甲酰 0.001-0.5%
二乙烯基苯 1-40%
甲基丙烯酸 0.5-10%
超声振荡频率为 15-45KHz，
机械搅拌速度为 60-1000rpm。
4.将磁粉单体溶液悬浮液在水分散剂中悬浮分散。
将经过第3步骤得到的悬浮液加入到含有水分散剂如甲基纤维素、羧甲基纤维素、聚乙烯醇、聚丙烯酸等的水溶液中，采用均匀化技术（包括超声振荡、机械搅拌等），并通过控制下列参数，可得到直径为0.1mm-5mm的均匀悬浮液滴：
（1）γ-Fe2O3或Fe3O4磁粉与苯乙烯混合液的重量比：1∶1-1∶100
（2）本发明第3步骤所述的γ-Fe2O3或Fe3O4磁粉的苯乙烯溶液悬浮液与水分散剂的重量比：1∶2-1∶200
（3）水分散剂中发散剂的含量0.1-10%
（4）超声振荡频率：15-45KHZ
（5）机械搅拌速度：60-1000rpm
（6）均匀化时间：1分钟-4小时
5.悬浮液的聚合及磁性微珠的分离。
将经过第4步骤所制备的均匀化处理的悬浮液，在搅拌时恒温聚合4小时以上，温度范围为60℃-90℃，得到磁性微珠。将磁性微珠洗涤去除未反应单体、分散剂等，即获得成品。
本发明采用氧化铁的表面处理技术，增强了其与单体分子链的亲和力，避免了随后聚合过程中出现的强磁性粒子难以完全包入微珠内部的缺点，通过在聚合单体中，添加有关功能官能团单体，一次性获得免疫磁球，并且，免疫功能磁球具有高度的化学稳定性和优良的水系分散性，工艺过程简单，对设备要求低，产率高，所得磁性微珠的尺寸较均匀。
实施例1：苯乙烯单体17g，二乙烯苯单体15g，甲基丙烯酸羟乙酯单体5g，甲基丙烯酸单体4g，混合均匀后，加入粒径约250
-400
的经表面处理后的γ-Fe2O32g，用超生波分散2小时，在这种溶液里溶入过氧化二苯甲酰0.8g。
另外，在150g蒸馏水中，溶解PVA-117 0.2g，PVA-217 0.08g，CMC0.3g，聚乙二醇0.1g，十二烷基苯磺酸钠0.09g，作为分散媒水溶液。
把上述单体原液和分散媒水溶液放入反应器中，以900rpm的速度搅拌30分钟后，将反应器置于超声波中，边以300rpm搅拌，边以33KHZ频率振荡，保持介质水位5cm高，分散3小时零5分钟，然后，将反应器保持在80℃，以400rpm搅拌5h。随后，边搅拌边缓冷到室温，把得到的磁性微珠悬浮液注入550ml甲醇溶液中，缓慢搅拌放置一昼夜，沉淀极少量大颗粒后，即可得2-2.5um的磁性微珠。
实施例2：在例1中，改变甲基丙烯酸羟乙酯含量为10g，其余采用与例1相同的方法，可得到粒径约为1.5um-2um的磁性微珠。
实施例3：将例1中的γ-Fe2O3的加入量改为5g，其余采用与例1相同的方法，可得粒径约为3-3.4um的磁性微珠。
实施例4：将例1中的分散媒水溶液由150g改为300g，其余采用与例1相同的方法，求得粒径为1.6～1.9um的磁性微珠。
Claims (5)
1、一种免疫磁性微珠的制备方法，其特征在于首先采用化学沉淀得到球型超细均匀的γ-Fe2O3、Fe3O4磁粉，并用长链脂肪酸对磁粉表面进行改性处理，接着利用均匀化工艺，将经过表面处理后的磁粉在含有甲基丙烯酸羟乙酯、过氧化二苯甲酰、二乙烯基苯、甲基丙烯酸的苯乙烯溶液中均匀分散，然后，将磁粉单位溶液悬浮液在水分散剂中悬浮分散，取后通过悬浮液的聚合以及磁性微珠的分离得到免疫磁性微珠成品。
2、按照权利要求1所述的方法，其特征在于在球型超细均匀磁粉的制备过程中，FeCl2和FeCl3混合液中含有Cr3+盐成球剂，Cr3+盐成球剂的浓度为0.0001-0.005摩尔/升。
3、按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的改性处理是通过将γ-Fe2O3或Fe3O4磁粉与长链脂肪酸以摩尔比为1∶3～1∶10的比例混合20分钟-10小时，外加磁场分离而得的。
4、按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的苯乙烯溶液，其配比按重量百分比为：
甲基丙烯酸羟乙酯 0.1～30%
过氧化二苯甲酰 0.001～0.5%
二乙烯基苯 1～40%
甲基丙烯酸 0.5～10%
5、按照权利要求1所述的方法，其特征在于采用均匀化技术所需控制的参数为：γ-Fe2O3或Fe2O4磁粉与苯乙烯混合液的重量比1∶1～1∶100
γ-Fe2O3或Fe3O4磁粉的苯乙烯溶液悬浮液与水分散剂的重量比 1∶2～1∶200
水分散剂中分散剂的含量 0.1～10%
超声振荡频率 15～45KHz
机械搅拌速度 60～1000rpm
均匀化时间 1分钟～4小时
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