CN113278194A - 一种单分散磁性聚苯乙烯微球的制备方法及微球及其应用 - Google Patents

一种单分散磁性聚苯乙烯微球的制备方法及微球及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种单分散磁性聚苯乙烯微球的制备方法及以该制备方法制备的微球及其应用，其通过溶液聚合法制备种子微球，进一步通过溶胀聚合制备成多孔交联聚苯乙烯微球，并在酸性条件下，制备了硝基多孔交联聚苯乙烯微球，最后通过原位反应，将上述步骤中的微球与带亚铁离子的无机盐、引发剂和氨水混合反应，离心清洗后得到单分散磁性聚苯乙烯微球。本发明制备过程有机试剂的使用量和废弃物量比现有工艺少，所制备的磁性聚苯乙烯微球具有单分散、低沉降率以及磁性分离速度快且分离条件温和的优点。

Description

一种单分散磁性聚苯乙烯微球的制备方法及微球及其应用
技术领域
本发明属于磁性材料合成技术领域，具体涉及一种单分散磁性聚苯乙烯微球的制备方法及微球及应用。
背景技术
近年来，磁性聚苯乙烯微球在磁微粒化学发光、免疫诊断和NGS基因测序(片段化筛选)等领域得到了广泛的应用。
单分散聚苯乙烯微球的方法主要有分散聚合法、悬浮聚合法、种子多步溶胀聚合法。其中，种子多步溶胀聚合法是将聚合物种子在有机相溶胀，可以通过控制加入单体的量，从而进一步控制颗粒的粒径大小。聚苯乙烯微球粒径大小的不同、是否带有磁性也影响着其后续进一步的应用方向。
现有技术中合成磁性聚苯乙烯微球的主要方法有：①将聚苯乙烯微球直接与Fe3O4混合后进行反应得到磁性聚苯乙烯微球。②将聚苯乙烯微球直接与量子点混合后进一步反应得到磁性聚苯乙烯微球。
中国专利CN110396148A公开的“一种磁性聚苯乙烯微球及其制备方法”，其先合成带正电的聚苯乙烯微球，取上述聚苯乙烯微球与磁性纳米粒子和/或量子点在溶液中混合，通过向上述混合溶液中加入苯乙烯和引发剂，反应，最后加入功能单体，继续反应后得到所述磁性聚苯乙烯微球。但是，该方法使用的四氧化三铁纳米粒子和量子点(CdSe@ZnS)的粒径要求分别是1～20nm和1～10nm，制备过程耗时长，对粒径控制有一定的限制，故在进行磁性聚苯乙烯微球的过程难度较大。且该方法制备的磁性聚苯乙烯微球，其在使用过程中，容易漏磁，影响材料的磁性及后续进一步的应用。此外，在反应结束后直接通过磁铁进行吸附分离后，会改变材料表面的四氧化三铁的磁性，磁性吸附后会将磁性改为顺磁，导致磁性聚苯乙烯微球出现团聚情况，影响后续的修饰和应用。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种单分散磁性聚苯乙烯微球的制备方法及该微球及其应用，所制备的磁性聚苯乙烯微球具有单分散、低沉降率以及磁性分离速度快且分离温和等优点。
本发明的第一目的是提供一种单分散磁性聚苯乙烯微球的方法，包括以下步骤：
制备种子微球：将聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶解于无水乙醇及超纯水，后加入苯乙烯及偶氮二异丁腈(AIBN)溶解及反应，反应后清洗干燥得到种子微球；
制备多孔交联聚苯乙烯微球：通过将PVP乳化反应后，向其中加入种子微球进行溶胀聚合反应制备多孔交联聚苯乙烯微球，其中，所述溶胀聚合反应中还需加入PVP溶液；
制备硝基多孔交联聚苯乙烯微球：在酸性溶液中加入多孔交联聚苯乙烯微球并反应制备硝基多孔交联聚苯乙烯微球；
制备磁性聚苯乙烯微球：将硝基多孔交联聚苯乙烯微球分散于超纯水中后加入硫酸亚铁七水合物和硫酸锰一水合物溶解，并在其溶解后缓慢滴加浓氨水反应，反应结束后清洗干燥得到单分散磁性聚苯乙烯微球。
优选的，制备种子微球中所述PVP溶解的条件为加热至60～75℃，搅拌25～35min；所述PVP在溶液中的质量百分比为1.0～1.3％，所述无水乙醇和超纯水的体积比为2.0～3.5:1，所述AIBN与PVP的质量比为1:15～17，所述苯乙烯与无水乙醇及超纯水混合液的体积比为1:7～11；所述反应的反应条件为氮气氛围下，65～80℃反应24h；所述清洗的条件为离心后将沉淀物用无水乙醇及超纯水清洗。
优选的，制备多孔交联聚苯乙烯微球中所述PVP乳化反应的具体步骤为将二乙烯基苯、甲苯、过氧化(2-乙基己酸)叔丁酯按体积比2:4:0.1混合，混合均匀后加入溶解了PVP的十二烷基磺酸钠(SDS)溶液，高速搅拌5～20min；其中所述SDS溶液的质量百分比为0.45～0.6％，所述PVP在SDS溶液中的质量浓度为0.01～0.02g/mL。
优选的，制备多孔交联聚苯乙烯微球中所述溶胀聚合反应的条件为氮气氛围下70～85℃搅拌24h，所述种子微球在制备多孔交联聚苯乙烯微球的总反应体系中的浓度为0.02～0.035g/mL，所述PVP溶液的溶剂为超纯水，PVP在超纯水中的质量浓度为0.005-0.01g/mL。
优选的，所述制备硝基多孔交联聚苯乙烯微球的具体步骤为：将浓硫酸与浓硝酸按体积比1:1混合后加入多孔交联聚苯乙烯微球，室温下超声、搅拌反应1h，反应结束后自然沉降；去除上清液取沉淀物后加入超纯水继续自然沉降分离沉淀物，重复操作3～4次；之后将沉淀物转移至超纯水中反复清洗直至清洗后上清液为中性；最后干燥制得硝基多孔交联聚苯乙烯微球；其中，所述多孔交联聚苯乙烯微球在反应体系中的质量浓度为0.05～0.25g/mL。
优选的，制备磁性聚苯乙烯微球中所述多孔交联聚苯乙烯微球分散于超纯水中的质量浓度为0.04～0.06g/mL，所述硝基多孔交联聚苯乙烯微球、硫酸亚铁七水合物和硫酸锰一水合物的质量比为20～45:60～90:1，所述将硝基多孔交联聚苯乙烯微球分散于超纯水后加入硫酸亚铁七水合物和硫酸锰一水合物时需保证其在氮气氛围下进行；所述滴加浓氨水反应的反应条件为以3～5滴/s的滴加浓氨水直至反应液完全变成黑色，之后停止滴加，在65～82℃下继续搅拌反应6h；所述清洗的条件为超纯水离心清洗直至上清液呈中性。
本发明的第二目的是提供一种单分散磁性聚苯乙烯微球，其由上述的制备方法所制得的。
本发明的第三目的是提供一种采用所述的单分散磁性聚苯乙烯微球的应用，其特征在于，所述单分散磁性聚苯乙烯微球经羧基化或硅羟基化后应用于核酸提取、蛋白提取或蛋白纯化。
优选的，所述单分散磁性微球聚苯乙烯微球经羧基化后应用于蛋白提取或蛋白纯化；所述羧基化通过将单分散磁性聚苯乙烯微球超声溶解于超纯水及无水乙醇后加入氨水及羧基乙基硅烷三醇钠盐反应完成。
优选的，所述单分散磁性微球聚苯乙烯微球经硅羟基化后应用于核酸提取；所述硅羟基化通过将单分散磁性聚苯乙烯微球超声溶解于超纯水及无水乙醇后加入氨水及正硅酸四乙酯反应完成。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1：本发明制备步骤简单，其制备过程有机试剂的使用量和废弃物量比现有工艺少，所制备的磁性聚苯乙烯微球具有粒径均匀、分散性好、沉降率低以及磁性分离速度快且分离温和等优点。
2：本方法制备的磁性聚苯乙烯微球，表面涂覆高分子聚合物的涂层使磁性微球具有低非特异性吸附的优势，在免疫诊断领域为降低背景信号和提高灵敏度奠定了良好的基础，外层修饰丰富的羧基后可以与核酸、蛋白、多肽等生物分子的伯氨基共价偶联形成稳定的酰胺键。
附图说明
图1为单分散磁性聚苯乙烯微球的SEM图；
图2为单分散磁性聚苯乙烯微球经羧基化后的SEM图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，本发明的前述和其它目的、特征、方面和优点将变得更加明显，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。以下所述仅为本发明较好的实施例，仅仅用于描述本发明，不能理解为对本发明的范围的限制。应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1
一种单分散磁性聚苯乙烯微球的制备方法，包括以下步骤：
S11制备种子微球:
称量4g聚乙烯吡咯烷酮PVP，溶解于267ml无水乙醇和133ml超纯水中，加热至60℃，搅拌25min；
另外量取57ml苯乙烯和267mg AIBN并混合均匀，超声溶解后加入上述溶液中，在氮气保护下，升温至65℃，反应24h，反应结束后，将反应液离心，弃去上清液，用无水乙醇和超纯水清洗沉淀物，干燥后得到种子微球；
所述种子微球粒径为800～1000nm；
S12溶胀聚合制备成多孔交联聚苯乙烯微球。
分别量取20ml二乙烯基苯、40ml甲苯、1ml过氧化(2-乙基己酸)叔丁酯至玻璃烧杯中，混合均匀，称取1g PVP溶解于100ml 0.45％SDS溶液后，加入到上述玻璃烧杯中，高速搅拌5min进行乳化反应；
称取13.32g步骤S1中制得的种子微球加入上述玻璃烧杯中，搅拌均匀；
向上述烧杯中加入505mL超纯水和2.52g PVP，在氮气保护下，升温至75℃，搅拌24h，反应结束后，依次用无水乙醇和超纯水清洗得到多孔交联聚苯乙烯微球；
所述聚苯乙烯微球粒径为3000nm；
S13制备硝基多孔交联聚苯乙烯微球
另取烧瓶，加入50ml浓硫酸与50ml硝酸搅拌均匀，加入5g步骤S2中制得的多孔交联聚苯乙烯微球，室温下超声、搅拌反应1h，反应结束后，自然沉降，倒去上清液，向烧瓶中加入200ml超纯水，搅拌均匀后，继续自然沉降，重复上述操作3次后，将沉降物从烧瓶中转出，并用超纯水离心清洗至上清液呈中性后，干燥沉降物得到硝基多孔交联聚苯乙烯微球。
S14制备磁性聚苯乙烯微球
称取20g步骤S3制得的硝基多孔交联聚苯乙烯微球投入到1L烧瓶中，然后加入500ml超纯水，超声至微球分散，烧瓶抽真空，在氮气保护下，加入60g硫酸亚铁七水合物和1g硫酸锰一水合物，充分溶解后，向烧瓶中以3滴/s的速度缓慢滴加浓氨水，当烧瓶中反应液完全变成黑色时，快速升温至65℃，搅拌反应6h，反应结束后，用超纯水离心清洗至上清液呈中性后，干燥沉降物得到单分散磁性聚苯乙烯微球。
本发明中，在制备种子微球时，采用无水乙醇及超纯水作为溶剂溶解PVP，而不止使用乙醇作为溶剂，其目的是加入超纯水后，促进了PVP的溶解，缩短了PVP的溶解时间，而且，后续加入苯乙烯后，降低了苯乙烯在在乙醇-水体系中的溶性，方便有效控制目标种子微球的粒径。
此外，本发明在制备多孔交联聚苯乙烯微球时，在加入种子微球前先完成PVP乳化反应有利于乳化反应中乳化迅速完全，而且乳液粒径较均匀。在溶胀聚合反应中继续加入PVP有利于增强乳液中水包油液滴的分散性，有效避免后续高温交联时乳液破裂引起乳液间的聚合，进而导致微球产品的粒径分布变大
最后，本发明在制备磁性聚苯乙烯微球时，选用硫酸亚铁七水合物及硫酸锰一水合物作为磁性纳米材料的前驱体，与传统材料氯化亚铁相比，其不存在重金属污染的风险，而且硫酸亚铁还具有来源广泛，物美价廉的优点；同时，本发明通过滴加的方式添加浓氨水确保了加入氨水时避免局部环境碱性偏大，从而导致加入的亚铁离子没有被有效的氧化成Fe3O4，而是局部变成了Fe(OH)2，这样既会降低材料的超顺磁性，又会导致材料因夹杂Fe(OH)2引起材料的悬浮性不够均匀。
实施例2
一种单分散磁性聚苯乙烯微球的制备方法，包括以下步骤：
S21制备种子微球:
称量5g聚乙烯吡咯烷酮PVP，溶解于300ml无水乙醇和100ml超纯水中，加热至70℃，搅拌30min；
另外量取30ml苯乙烯和300mg AIBN并混合均匀，超声溶解后加入上述溶液中，在氮气保护下，升温至75℃，反应24h，反应结束后，将反应液离心，弃去上清液，用无水乙醇和超纯水清洗沉淀物，干燥后得到种子微球；
所述种子微球粒径为800～1000nm；
S22溶胀聚合制备成多孔交联聚苯乙烯微球。
分别量取20ml二乙烯基苯、40ml甲苯、1ml过氧化(2-乙基己酸)叔丁酯至玻璃烧杯中，混合均匀，称取1.5g PVP溶解于100ml 0.5％SDS溶液后，加入到上述玻璃烧杯中，高速搅拌10min进行乳化反应；
称取20g步骤S1中制得的种子微球加入上述玻璃烧杯中，搅拌均匀；
向上述烧杯中加入505mL超纯水和3.03g PVP，在氮气保护下，升温至80℃，搅拌24h，反应结束后，依次用无水乙醇和超纯水清洗得到聚苯乙烯微球；
所述聚苯乙烯微球粒径为3000nm；
S23制备硝基多孔交联聚苯乙烯微球
另取烧瓶，加入50ml浓硫酸与50ml硝酸搅拌均匀，加入20g步骤S2中制得的聚苯乙烯微球，室温下超声、搅拌反应1h，反应结束后，自然沉降，倒去上清液，向烧瓶中加入200ml超纯水，搅拌均匀后，继续自然沉降，重复上述操作3次后，将沉降物从烧瓶中转出，并用超纯水离心清洗至上清液呈中性后，干燥沉降物得到硝基多孔交联聚苯乙烯微球。
S24制备磁性聚苯乙烯微球
称取20g步骤S3制得的硝基多孔交联聚苯乙烯微球投入到1L烧瓶中，然后加入400ml超纯水，超声至微球分散，烧瓶抽真空，在氮气保护下，加入40g硫酸亚铁七水合物和0.5g硫酸锰一水合物，充分溶解后，向烧瓶中以4滴/s的速度缓慢滴加浓氨水，当烧瓶中反应液完全变成黑色时，快速升温至70℃，搅拌反应6h，反应结束后，用超纯水离心清洗至上清液呈中性后，干燥沉降物得到单分散磁性聚苯乙烯微球。
实施例3
一种单分散磁性聚苯乙烯微球的制备方法，包括以下步骤：
S31制备种子微球:
称量5.2g聚乙烯吡咯烷酮PVP，溶解于311ml无水乙醇和89ml超纯水中，加热至75℃，搅拌35min；
另外量取36ml苯乙烯和305mg AIBN并混合均匀，超声溶解后加入上述溶液中，在氮气保护下，升温至80℃，反应24h，反应结束后，将反应液离心，弃去上清液，用无水乙醇和超纯水清洗沉淀物，干燥后得到种子微球；
所述种子微球粒径为800～1000nm；
S32溶胀聚合制备成多孔交联聚苯乙烯微球。
分别量取20ml二乙烯基苯、40ml甲苯、1ml过氧化(2-乙基己酸)叔丁酯至玻璃烧杯中，混合均匀，称取2g PVP溶解于100ml 0.6％SDS溶液后，加入到上述玻璃烧杯中，高速搅拌20min进行乳化反应；
称取23.31g步骤S1中制得的种子微球加入上述玻璃烧杯中，搅拌均匀；
向上述烧杯中加入505mL超纯水和5.05g PVP，在氮气保护下，升温至80℃，搅拌24h，反应结束后，依次用无水乙醇和超纯水清洗得到多孔交联聚苯乙烯微球；
所述聚苯乙烯微球粒径为3000nm；
S33制备硝基多孔交联聚苯乙烯微球
另取烧瓶，加入50ml浓硫酸与50ml硝酸搅拌均匀，加入25g步骤S2中制得的多孔交联聚苯乙烯微球，室温下超声、搅拌反应1h，反应结束后，自然沉降，倒去上清液，向烧瓶中加入200ml超纯水，搅拌均匀后，继续自然沉降，重复上述操作4次后，将沉降物从烧瓶中转出，并用超纯水离心清洗至上清液呈中性后，干燥沉降物得到硝基多孔交联聚苯乙烯微球。
S34制备磁性聚苯乙烯微球
称取20g步骤S3制得的硝基多孔交联聚苯乙烯微球投入到1L烧瓶中，然后加入333ml超纯水，超声至微球分散，烧瓶抽真空，在氮气保护下，加入40g硫酸亚铁七水合物和0.44g硫酸锰一水合物，充分溶解后，向烧瓶中以5滴/s的速度缓慢滴加浓氨水，当烧瓶中反应液完全变成黑色时，快速升温至82℃，搅拌反应6h，反应结束后，用超纯水离心清洗至上清液呈中性后，干燥沉降物得到单分散磁性聚苯乙烯微球。
实施例4
采用如上所述的制备方法制备的单分散磁性聚苯乙烯微球经羧基化后在蛋白提取及蛋白纯化中的应用。
称取20g实施例1制得的单分散磁性聚苯乙烯微球，加入100ml超纯水，超声搅拌分散均匀，继续加入120ml的无水乙醇，搅拌均匀后，加入10ml氨水和20ml的羧基乙基硅烷三醇钠盐，升温至50℃，搅拌反应6h，制得羧基磁性聚苯乙烯微球。
羧基磁性聚苯乙烯微球表面修饰有丰富的羧基可以与蛋白、多肽等生物分子的伯氨基共价偶联形成稳定的酰胺键，可用于蛋白提取和蛋白纯化等。
实施例5
采用如上所述的制备方法制备的单分散磁性聚苯乙烯微球经硅羟基化后在核酸提取中的应用。
称取20g实施例1制得的单分散磁性聚苯乙烯微球，加入100ml超纯水，超声搅拌分散均匀，继续加入120ml的无水乙醇，搅拌均匀后，加入10ml氨水和20ml的正硅酸四乙酯，升温至50℃，搅拌反应6h，制得硅羟基磁性聚苯乙烯微球。
硅羟基磁性聚苯乙烯微球表面修饰有丰富的硅羟基，可用于核酸提取纯化，也可利用表面丰富的硅羟基作为基础制备聚合物磁珠，进一步完成各种氨基、环氧基等各种官能团的修饰，用于血浆中小分子药物、脂溶性维生素、胆汁酸、激素等小分子化合物的提取纯化。
如附图1所示，本发明制备的单分散磁性聚苯乙烯微球，分散性好，粒径均匀。
同时，本发明制备步骤简单，其制备过程有机试剂的使用量和废弃物量比现有工艺少，且该方法中所制备的微球沉降率低，所以其磁性分离速度快且分离条件温和，不需要通过此贴进行吸附分离，不会改变材料表面的四氧化三铁的磁性，导致磁性聚苯乙烯微球出现团聚情况，影响后续修饰及应用。
如附图2所示，其为表面修饰羧基后的单分散磁性聚苯乙烯微球，其依旧具有良好的分散性，且粒径均匀，证明了以本发明所述的方法制备的微球由于分离条件更温和，其对后续修饰及应用的影响更小。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何的简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种单分散磁性聚苯乙烯微球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
制备种子微球：将PVP溶解于无水乙醇及超纯水，后加入苯乙烯及AIBN溶解及反应，反应后清洗干燥得到种子微球；
制备多孔交联聚苯乙烯微球：通过将PVP乳化反应后，向其中加入种子微球进行溶胀聚合反应制备多孔交联聚苯乙烯微球，其中，所述溶胀聚合反应中还需加入PVP溶液；
制备硝基多孔交联聚苯乙烯微球：在酸性溶液中加入多孔交联聚苯乙烯微球并进行反应制备硝基多孔交联聚苯乙烯微球；
制备磁性聚苯乙烯微球：将硝基多孔交联聚苯乙烯微球分散于超纯水中后加入硫酸亚铁七水合物和硫酸锰一水合物并溶解，在硫酸亚铁七水合物和硫酸锰一水合物溶解后缓慢滴加浓氨水并反应，反应结束后清洗干燥得到单分散磁性聚苯乙烯微球。
2.如权利要求1所述的单分散磁性聚苯乙烯微球的制备方法，其特征在于，制备种子微球中所述PVP溶解的条件为加热至60～75℃，搅拌25～35min；所述PVP在溶液中的质量百分比为1.0～1.3％，所述无水乙醇和超纯水的体积比为2.0～3.5:1，所述AIBN与PVP的质量比为1:15～17，所述苯乙烯与无水乙醇及超纯水混合液的体积比为1:7～11；所述反应的反应条件为氮气氛围下，65～80℃反应24h；所述清洗的条件为离心后将沉淀物用无水乙醇及超纯水清洗。
3.如权利要求1所述的单分散磁性聚苯乙烯微球的制备方法，其特征在于，制备多孔交联聚苯乙烯微球中所述PVP乳化反应的具体步骤为将二乙烯基苯、甲苯、过氧化(2-乙基己酸)叔丁酯按体积比2:4:0.1混合，混合均匀后加入溶解了PVP的SDS溶液，高速搅拌5～20min；其中所述SDS溶液的质量百分比为0.45～0.6％，所述PVP在SDS溶液中的质量浓度为0.01～0.02g/mL。
4.如权利要求1所述的单分散磁性聚苯乙烯微球的制备方法，其特征在于，制备多孔交联聚苯乙烯微球中所述溶胀聚合反应的条件为氮气氛围下70～85℃搅拌24h，所述种子微球在制备多孔交联聚苯乙烯微球的总反应体系中的浓度为0.02～0.035g/mL，所述PVP溶液的溶剂为超纯水，PVP在超纯水中的质量浓度为0.005-0.01g/mL。
5.如权利要求1所述的单分散磁性聚苯乙烯微球的制备方法，其特征在于，所述制备硝基多孔交联聚苯乙烯微球的具体步骤为：将浓硫酸与浓硝酸按体积比1:1混合后加入多孔交联聚苯乙烯微球，室温下超声、搅拌反应1h，反应结束后自然沉降；去除上清液取沉淀物后加入超纯水继续自然沉降分离沉淀物，重复操作3～4次；之后将沉淀物转移至超纯水中反复清洗直至清洗后上清液为中性；最后干燥制得硝基多孔交联聚苯乙烯微球；其中，所述多孔交联聚苯乙烯微球在反应体系中的质量浓度为0.05～0.25g/mL。
6.如权利要求1所述的单分散磁性聚苯乙烯微球的制备方法，其特征在于，制备磁性聚苯乙烯微球中所述多孔交联聚苯乙烯微球分散于超纯水中的质量浓度为0.04～0.06g/mL，所述硝基多孔交联聚苯乙烯微球、硫酸亚铁七水合物和硫酸锰一水合物的质量比为20～45:60～90:1，所述将硝基多孔交联聚苯乙烯微球分散于超纯水后加入硫酸亚铁七水合物和硫酸锰一水合物时需保证其在氮气氛围下进行；所述滴加浓氨水反应的反应条件为以3～5滴/s的滴加浓氨水直至反应液完全变成黑色，之后停止滴加，在65～82℃下继续搅拌反应6h；所述清洗的条件为超纯水离心清洗直至上清液呈中性。
7.一种由权利要求1～6中任意一项所述的单分散磁性聚苯乙烯微球的制备方法所制得的单分散磁性聚苯乙烯微球。
8.一种采用权利要求7所述的单分散磁性聚苯乙烯微球的应用，其特征在于，所述单分散磁性聚苯乙烯微球经羧基化或硅羟基化后应用于核酸提取、蛋白提取或蛋白纯化。
9.如权利要求8所述的单分散磁性聚苯乙烯微球的应用，其特征在于：所述单分散磁性微球聚苯乙烯微球经羧基化后应用于蛋白提取或蛋白纯化；所述羧基化通过将单分散磁性聚苯乙烯微球超声溶解于超纯水及无水乙醇后加入氨水及羧基乙基硅烷三醇钠盐反应完成。
10.如权利要求8所述的单分散磁性聚苯乙烯微球的应用，其特征在于：所述单分散磁性微球聚苯乙烯微球经硅羟基化后应用于核酸提取；所述硅羟基化通过将单分散磁性聚苯乙烯微球超声溶解于超纯水及无水乙醇后加入氨水及正硅酸四乙酯反应完成。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114230694A (zh) * 2021-12-24 2022-03-25 苏州知益微球科技有限公司 一种聚合物导电镍微球制备方法
CN115651264A (zh) * 2022-11-28 2023-01-31 南京伯仪生物科技有限公司 一种二氧化硅包覆磁性多孔聚苯乙烯微球的制备方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101086911A (zh) * 2007-04-16 2007-12-12 华东理工大学 含锰铁磁性中空微球及其制备方法和应用
CN101357963A (zh) * 2007-08-01 2009-02-04 中国科学院大连化学物理研究所 用于胆红素吸附的聚苯乙烯-二乙烯基苯微球的制备方法
CN101434673A (zh) * 2008-12-22 2009-05-20 中国科学院长春应用化学研究所 一种单分散多孔聚合物微球的制备方法
CN106622172A (zh) * 2016-12-29 2017-05-10 天津博纳艾杰尔科技有限公司 一种表面功能化的微米级多孔顺磁性球形树脂颗粒的制备方法
CN108047382A (zh) * 2018-01-23 2018-05-18 湖北新纵科病毒疾病工程技术有限公司 一种多孔聚苯乙烯微球、荧光微球及其制备方法
CN112592432A (zh) * 2020-12-15 2021-04-02 南京亘闪生物科技有限公司 一种粒径单分散聚乙烯醇微球的合成方法
CN112646092A (zh) * 2020-12-15 2021-04-13 南京亘闪生物科技有限公司 一种均一粒径磁性微球的制备方法
CN112707995A (zh) * 2021-01-20 2021-04-27 天津工业大学 一种氨基化磁性微球的制备方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101086911A (zh) * 2007-04-16 2007-12-12 华东理工大学 含锰铁磁性中空微球及其制备方法和应用
CN101357963A (zh) * 2007-08-01 2009-02-04 中国科学院大连化学物理研究所 用于胆红素吸附的聚苯乙烯-二乙烯基苯微球的制备方法
CN101434673A (zh) * 2008-12-22 2009-05-20 中国科学院长春应用化学研究所 一种单分散多孔聚合物微球的制备方法
CN106622172A (zh) * 2016-12-29 2017-05-10 天津博纳艾杰尔科技有限公司 一种表面功能化的微米级多孔顺磁性球形树脂颗粒的制备方法
CN108047382A (zh) * 2018-01-23 2018-05-18 湖北新纵科病毒疾病工程技术有限公司 一种多孔聚苯乙烯微球、荧光微球及其制备方法
CN112592432A (zh) * 2020-12-15 2021-04-02 南京亘闪生物科技有限公司 一种粒径单分散聚乙烯醇微球的合成方法
CN112646092A (zh) * 2020-12-15 2021-04-13 南京亘闪生物科技有限公司 一种均一粒径磁性微球的制备方法
CN112707995A (zh) * 2021-01-20 2021-04-27 天津工业大学 一种氨基化磁性微球的制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
周俊等: "《降低烟草特有N-亚硝胺综合技术及在卷烟中的应用》", 31 December 2018 *
谭贵良主编: "《现代分子生物学及组学技术在食品安全检测中的应用》", 30 June 2014 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114230694A (zh) * 2021-12-24 2022-03-25 苏州知益微球科技有限公司 一种聚合物导电镍微球制备方法
CN114230694B (zh) * 2021-12-24 2023-08-25 苏州知益微球科技有限公司 一种聚合物导电镍微球制备方法
CN115651264A (zh) * 2022-11-28 2023-01-31 南京伯仪生物科技有限公司 一种二氧化硅包覆磁性多孔聚苯乙烯微球的制备方法

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