DE69007456T2

DE69007456T2 - Magnetisierbare Kern-Schale-Mikrokugeln, bestehend aus vernetztem Organopolysiloxan, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung in der Biologie.

Info

Publication number: DE69007456T2
Application number: DE69007456T
Authority: DE
Inventors: Dominique Charmot
Original assignee: Prolabo SA
Current assignee: Prolabo SA
Priority date: 1989-12-27
Filing date: 1990-12-20
Publication date: 1994-10-20
Anticipated expiration: 2010-12-21
Also published as: US5232782A; NO178549C; CA2033145A1; IE904372A1; EP0436450B1; NO905503L; FI906383A0; FR2656318A1; ATE102823T1; FI906383A; FR2656318B1; EP0436450A1; NO178549B; ES2052224T3; DK0436450T3; AU6849490A; DE69007456D1; NO905503D0; JPH04279664A; PT96327A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft magnetisierbare "Kern-Hüllen"-Teilchen auf Basis eines vernetzten Organopolysiloxans, die als solche oder in wäßriger Dispersion vorliegen, ihr Herstellungsverfahren und ihre Verwendung in der Biologie.
Die Anmelderin hat in ihrer unter der Nr. 2 624 873 veröffentlichten französischen Patentanmeldung zusammengesetzte magnetisierbare Teilchen auf Basis eines vernetzten Organopolysiloxans beschrieben, die aufgebaut sind aus einer durch Hydrosilylierung eines Organopolysiloxans SiVi und eines Organohydrogenpolysiloxans SiM hergestellten Matrix und in der genannten Matrix eingekapselten magnetisierbaren Füllstoffen, die von einem nicht-wasserlöslichen Dispergiermittel überzogen sind.
Bei diesem Produkt-Typ sind die magnetisierbaren Füllstoffe von einem nicht-wasserlöslich gemachten Dispergiermittel überzogen. Die Anwesenheit dieses Dispergiermittels kann in der Biologie ein Nachteil sein, da dieses Agens an die Oberfläche der Teilchen wandern kann und Sekundärreaktionen auslösen kann.
Die Anmelderin hat nun zusammengesetzte Mikrokugeln gefunden, deren Kern im wesentlichen aus magnetisierbaren Füllstoffen besteht, die nicht von einem hydrophoben oberflächenaktiven Agens bedeckt sind.
Gemäß der Erfindung handelt es sich dabei um magnetisierbare Mikrokugeln auf Basis eines vernetzten Organopolysiloxans, die als solche oder in Form einer wäßrigen Dispersion vorliegen, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie bestehen aus:
- einem Kern, der im wesentlichen besteht aus magnetisierbaren Füllstoffen (Füllungen), die nicht von einem hydrophoben oberflächenaktiven Agens oder einem Dispergiermittel überzogen sind, der im allgemeinen eine Größe von weniger als 300 x 10&supmin;&sup4; um hat, vorzugsweise in der Größenordnung von 50 bis 120 x 10&supmin;&sup4; um liegt, und
- einer Hülle (Schale) auf Basis eines vernetzten Organopolysiloxans, das hergestellt wurde durch Hydrosilylierung
. mindestens eines Organopolysiloxans (nachstehend als SiVi bezeichnet) der folgenden Formel (I):
R'R&sub2;SiO(SiRR''O)n (SiR'R''O)mSiR&sub2;R' (I)
in der bedeuten:
. die Symbole R, die identisch oder verschieden sind, einen C&sub1;-C&sub4;-Alkyl-, Phenyl- oder 3,3,3-Trifluoro-propyl-Rest;
. die Symbole R', die gleich oder verschieden sind, R oder einen Vinyl-Rest, wobei die Anzahl der Vinylreste mindestens 2 pro Makromolekül beträgt;
. die Symbole R'', die gleich oder verschieden sind, R oder eine Gruppe -r-X, worin r für einen bivalenten organischen Rest und X für eine ionogene und/oder reaktive nicht-vinylische und nicht-polykondensierbare Gruppe stehen, ausgewählt aus Epoxy-, Hydroxy-, Carboxy-, Aldehyd-, Ester-, Acetoester-, Mercapto-, Mercaptoester-, Amino-, Alkylamino-, Dialkylamino-, Trialkylamino-, quaternären Ammonium-, Aminoalkohol-, Amido-, Hydroazid-, Hydrazino-, C&sub1;-C&sub3;-Halogenalkyl-, Halogenbenzyl-, Cyano-, Cyanato-,
Sulfat und Sulfonyl-Gruppen,
. wobei mindestens 60 % der durch die Symbole R und R' dargestellten Reste Methylreste sind,
. die Symbole n und m einzeln jeweils 0 sein können, wobei R einen Vinylrest darstellt, wenn m = 0, und einen Wert haben, der ausreicht, um eine Viskosität des Polymers von 20 bis 30 000 000 mPa.s bei 25ºC zu gewährleisten, und wobei die Anzahl der ionogenen und/oder reaktiven nicht-vinylischen Gruppen gegebenenfalls 1 bis 1000 beträgt, vorzugsweise in der Größenordnung von 5 bis 500 pro Molekül Organopolysiloxan SiVi und Organohydrogenpolysiloxan SiH liegt,
. mit mindestens einem Organohydrogenpolysiloxan (nachstehend als SiH bezeichnet), das pro Molekül mindestens 3 Wasserstoffatome enthält, die jeweils an ein Siliciumatom gebunden sind, das eine Viskosität in der Größenordnung von 5 bis 1500 mPa.s bei 25ºC, vorzugsweise zwischen 20 und 150 mPa.s bei 25ºC aufweist und gegebenenfalls ionogene und/oder reaktionsfähige Nicht-Vinyl-Gruppen trägt, die ausgewählt werden aus Epoxy-, Hydroxy-, Carboxy-, Aldehyd-, Ester-, Acetoester-, Mercapto-, Mercaptoester-, Amino-, Alkylamino-, Dialkylamino-, Trialkylamino-, quaternären Ammonium-, Aminoalkohol-, Amido-, Hydrazid-, Hydrazino-, C&sub1;-C&sub3;-Halogenalkyl-, Halogenbenzyl-, Cyano-, Cyanato-,
Sulfat- und Sulfonylgruppen, die an ein Siliciumatom oder an ein Kohlenstoffatom einer Kohlenwässerstoffgruppe gebunden sind, die über eine Si-C-Bindung an die Organohydrogenpolysiloxan-Kette gebunden ist.
Als Beispiele für ein Organopolysiloxan SiVi können genannt werden:
- die Polymeren der Formel (II)
(CH&sub2;=CH)R&sub2;Si-O(RR''Si-O)nSiR&sub2;(CH=CH&sub2;) (II)
worin die Symbole R und R'' die oben angegebene Bedeutung haben, n einen Wert hat, der ausreicht, um eine Viskosität des Polymers von 20 bis 30 000 000 mPa.s bei 25ºC zu gewährleisten, und
- diejenigen der Formel (III):
R'&sub2;Si-O(-RR''Si-O)n-[(CH&sub2;=CH)R''Si-O-]mSiRR'&sub2; (III)
worin die Symbole R, R' und R'' die oben angegebene Bedeutung habe, n und m einen Wert haben, der ausreicht, um eine Viskosität des Polymers von 20 bis 30 000 000 mPa.s bei 25ºC zu gewährleisten.
Das Organopolysiloxan SiH kann linear, verzweigt oder cyclisch sein.
Unter den bevorzugten Organohydrogenpolysiloxanen SiH können die folgenden der Formel (IV) genannt werden:
YR&sub2;SiO(RR''SiO)p(YRSiO)qSiR&sub2; Y (IV)
in der die Symbole R identisch oder verschieden sind und die oben angegebene Bedeutung haben, mit mindestens 80 % Methylresten, das Symbol Y steht für R oder ein Wasserstoffatom, wobei die Anzahl der Wasserstoffatome mindestens 3 pro Polymer-Molekül beträgt, das Symbol R'' die oben angegebene Bedeutung hat, die Symbole p und q solche Werte haben, daß das genannte Polymer SiH eine Viskosität in der Größenordnung von 5 bis 1500 mPa.s bei 25ºC, vorzugsweise in der Größenordnung von 20 bis 150 mPa.s bei 25ºC aufweist und die Anzahl der ionogenen und/oder reaktiven Nicht-Vinylgruppen gegebenenfalls 1 bis 1000 beträgt, vorzugsweise in der Größenordnung von 5 bis 500 liegt, pro Molekül Organopolysiloxan SiH und Organopolysiloxan SiVi.
Unter den divalenten organischen Resten, die den bivalenten Rest R darstellen können, können genannt werden: die linearen oder verzweigten C&sub1;-C&sub1;&sub8;-Alkylenreste, die gegebenenfalls verlängert sind durch 1 bis 5 bivalente Ethylenamingruppen, durch 1 bis 50 C&sub1;-C&sub3;-Alkylenoxid-Gruppen oder durch eine Gruppe
wobei die Polyoxyalkylenreste 1 bis 50 C&sub1;-C&sub3;-Oxyalkylen- Kettenglieder enthalten.
Als Beispiele für bivalente Reste können genannt werden:
Die reaktiven oder ionogenen X-Gruppierungen, die das Symbol X aufbauen, sind Epoxy-, Hydroxy-, Carboxy-, Aldehyd-, Ester-, Acetoester-, Mercapto-, Mercaptoester-, Amino-, Alkylamino-, Dialkylamino-, Trialkylamino-, quaternäre Ammonium-, Aminoalkohol-, Amido-, Hydrazid-, Hydrazino-, C&sub1;- C&sub3;-Halogenalkyl-, Halogenbenzyl-, Cyano-, Cyanato-,
Sulfat- und Sulfonyl-Gruppen.
Die Polymeren SiVi und SiH, die keine ionogenen und/oder reaktiven Nicht-Vinylgruppen tragen, sind an sich bekannt. Sie sind beispielsweise in den amerikanischen Patenten Nr. 3 220 972, 3 344 111 und 3 436 366 beschrieben.
Die Polymeren SiVi und SiH, die ionogene und/oder reaktive Nicht-Vinylgruppen tragen, können nach an sich bekannten Verfahren hergestellt werden.
So können die Polymeren SiVi, die ionogene und/oder reaktive Nicht-Vinylgruppen tragen, erhalten werden durch:
- Äquilibrierung eines Cyclotetrasiloxans und eines Vinyl-cyclotetrasiloxans in Gegenwart eines funktionalisierten Disiloxans,
- Äquilibrierung eines funktionalisierten Cyclotetrasiloxans in Gegenwart eines Divinyldisiloxans,
Äquilibrierung eines funktionalisierten Polysiloxanöls in Gegenwart eines Divinyldisiloxans und/oder eines Cyclotetrasiloxans und dgl.
Die Polymeren SiH, die ionogene und/oder reaktive Nicht- Vinylgruppen tragen, können beispielsweise erhalten werden durch:
- Äquilibrierung eines Cyclotetrasiloxans und eines Polysiloxan-Öls mit inneren SiH-Funktionen in Gegenwart eines funktionalisierten Disiloxans, das gegenüber SiH-Gruppen nicht reaktionsfähig ist,
- Äquilibrierung eines funktionalisierten Cyclotetrasiloxans (das gegenüber SiH-Gruppen nicht reaktionsfähig ist) in Gegenwart eines Dihydrogendisiloxans,
- Äquilibrierung eines funktionalisierten Polysiloxan- Öls (das gegenüber SiH-Gruppen nicht reaktionsfähig ist) in Gegenwart eines Dihydrogendisiloxans oder eines Polysiloxans mit inneren SiH-Funktionen, und dgl.
Bei einer guten Ausführungsform der Erfindung wird die Hülle (Schale) auf Basis eines vernetzten Polyorganosiloxans hergestellt durch Hydrosilylierung mindestens eines Organopolysiloxans SiVi und mindestens eines Organohydrogenpolysiloxans SiH mit solchen relativen Mengen der beiden Polymer-Typen, daß das Verhältnis zwischen der Anzahl der "SiH-Gruppen" (Wasserstoffatom, das an ein Siliciumatom gebunden ist) und der Anzahl der "SiVi-Gruppen" (Vinylgruppe, die an ein Siliciumatom gebunden ist) zwischen 0,75/1 und 4/1, vorzugsweise zwischen 0,75/1 und 1,5/1, liegt.
Unter den Materialien, welche die magnetisierbaren Füllstoffe (Füllungen) aufbauen, die den Kern der erfindungsgemäßen Teilchen bilden, können insbesondere genannt werden Magnetit, Hämatit, Chromdioxid, Ferrite, wie Mangan-, Nickel-, Mangan-Zink-Ferrite und dgl., Legierungen von Kobalt, Nickel, Gadolinium, Samarium-Kobalt und dgl. Die bevorzugten Materialien sind der Magnetit und der Hämatit.
Außer magnetisierbaren Füllstoffen können Füllstoffe vorhanden sein, die ein Fluoreszenzspektrum aufweisen, wie das Oxid oder Oxysulfid von Yttrium, das mit Europium aktiviert ist, das Gadolinium-Cer-Terbium-Borat, das Cer- Terbium-Aluminat, das Magnesium-Barium-Aluminat, das mit divalentem Europium dotiert ist, und dgl.
Die Menge der magnetisierbaren Füllstoffe, welche den Kern bilden, entspricht etwa 0,5 bis 98 Gew.-% (davon 0,01 bis 0,5 % gegebenenfalls vorhandene fluoreszierende Füllstoffe) der genannten Füllstoffe, bezogen auf das Gewicht der Mikrokugeln, vorzugsweise 5 bis 80 Gew.-%.
Die den Gegenstand der Erfindung bildenden magnetisierbaren Mikrokugeln sind vollkommen rund; sie können eine einheitliche Größe haben oder sie können in einer granulometrischen Verteilung vorliegen; ihr Durchmesser kann in der Größenordnung von 0,05 bis 3 um liegen, allgemein liegt er in der Größenordnung von 0,2 bis 2 um.
Sie können als solche oder in Form einer Dispersion in Wasser vorliegen; die Menge der in Wasser dispergierten magnetisierbaren Mikrokugeln kann etwa 10 bis 70 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Dispersion betragen, und im allgemeinen liegt sie in der Größenordnung von 15 bis 50 Gew.-%.
Die den Gegenstand der Erfindung bildenden magnetisierbaren "Kern-Hüllen"-Mikrokugeln können nach einem Verfahren hergestellt werden, das darin besteht, daß man:
- eine wäßrige Suspension von magnetisierbaren Füllstoffen (Füllungen), die nicht von einem Dispergiermittel überzogen sind, sowie einen Hydrosilylierungskatalysator in einem mit Wasser nicht mischbaren organischen Lösungsmittel dispergiert, wobei die Füllstoffe im allgemeinen eine Teilchengröße von weniger als 300 x 10&supmin;&sup4; um, vorzugsweise in der Größenordnung von 5 x 10&supmin;&sup4; bis 120 x 10&supmin;&sup4; um haben,
- in der organischen Phase der erhaltenen Dispersion löst eine Mischung aus
. mindestens einem Organopolysiloxan (als SiVi bezeichnet) der Formel (I) und
. mindestens einem Organohydrogenpolysiloxan (als SiH bezeichnet), das pro Molekül mindestens drei Wasserstoffatome enthält, die jeweils mit einem Siliciumatom verbunden sind, das eine Viskosität in der Größenordnung von 5 bis 1500 mPa.s bei 25ºC, vorzugsweise zwischen 20 und 150 mpa.s bei 25ºC, aufweist und gegebenenfalls ionogene und/oder reaktive Nicht- Vinylgruppen trägt, die ausgewählt werden aus Epoxy-, Hydroxy-, Carboxy-, Aldehyd-, Ester-, Acetoester-, Mercapto-, Mercaptoester-, Amino-, Alkylamino-, Dialkylamino-, Trialkylamino-, quaternären Ammonium-, Aminoalkohol-, Amido-, Hydrazid-, Hydrazino-, C&sub1;-C&sub3;- Halogenakyl-, Halogenbenzyl-, Cyano-, Cyanato-,
Sulfat- und Sulfonylgruppen, die an ein Siliciumatom oder an ein Kohlenstoffatom einer Kohlenwasserstoffgruppe gebunden sind, die über eine Si-C-Bindung an die Organohydrogenpolysiloxan-Kette gebunden ist,
- die Mischung aus den Polymeren SiVi und SiH vernetzt,
- das Wasser eliminiert,
- die magnetisierbaren Mikrokugeln abtrennt und
- gegebenenfalls die genannten Mikrokugeln in Wasser erneut dispergiert.
Bei dem in der Dispergierstufe eingesetzten organischen Lösungsmittel handelt es sich um ein Lösungsmittel der Polymeren SiVi und SiH. Als Beispiele können genannt werden Cyclohexan, Methylenchlorid, Benzol, Hexan, Octan, Toluol, Tetrachlorkohlenstoff, Octan und Difettsäureester.
Das Dispergieren wird in einer oder mehreren Stufen bei einer Temperatur in der Größenordnung von 20 bis 60ºC mit Hilfe eines starken Rührsystems, beispielsweise einer Kolloidmühle, Hochdruckpumpen, Vibrationsrührern, Ultraschallapparaturen und dgl. durchgeführt.
Die wäßrige Suspension von magnetisierbaren Füllstoffen kann erhalten werden durch Suspendieren von zerkleinerten Füllstoffen; eine bevorzugte Form der Suspension ist jedoch ein wäßriges Sol der magnetisierbaren Füllstoffe, das nach irgendeinem bekannten Verfahren erhalten wird, beispielsweise demjenigen, wie es in dem US-Patent 3 480 555 beschrieben ist.
Der Typ des Materials, das die Füllstoffe bilden kann, wurde oben bereits erwähnt. Außer magnetisierbaren Füllstoffen können auch andere Füllstoffe vorhanden sein, wie z.B. die obengenannten fluoreszierenden Füllstoffe.
Die Konzentration der magnetisierbaren Füllstoffe in der wäßrigen Suspension kann in der Größenordnung von 0,5 bis 50 Gew.-% liegen, im allgemeinen liegt sie in der Größenordnung von 5 bis 20 Gew.-%. Die Menge der eingesetzten Füllstoffe ist derart, daß das Gewichtsverhältnis zwischen den magnetisierbaren Füllstoffen und dem Gemisch der Polymeren SiVi und SiH in der Größenordnung von 0,005 bis 50 liegt.
Die Menge an eingesetztem organischem Lösungsmittel ist derart, daß das Gewichtsverhältnis zwischen der wäßrigen Phase und der organischen Phase in der Größenordnung von 0,005 bis 2 liegt.
Zur Durchführung des Dispergierarbeitsganges wird ein oberflächenaktives Agens verwendet. Dieses kann unter solchen ausgewählt werden, welche die Erzielung von Wasser- in-Öl-Emulsionen (mit einem HLB-Wert, der im allgemeinen unterhalb 10, vorzugsweise unterhalb 5 liegt) erlauben, wie z.B. nicht-ionische Agentien vom Sorbit-Fettsäureester-Typ, Sorbitanmono- und -trioleate, Ethylenoxid/Propylenoxid-Blockcopolymere, ethoxylierte Alkylphenole, die weniger als 10 Ethoxyl-Einheiten enthalten, Fettsäurepolykondensate, Organosiloxan/Ethylenoxid/- Propylenoxid-Blockcopolymere; anionische Agentien, wie z.B. Dialkylsulfosuccinate; kationische Agentien, wie z.B. Cetylammoniumbromid, Polyethylenimin-Polyester-Copolykondensate.
Als Silylierungskatalysator kann man verwenden Verbindungen eines Metalls der Platin-Gruppe, insbesondere ihre Salze und Komplexe, speziell die Chloroplatin(IV)säure und die Platin-Olefin-Komplexe, wie sie in den Patenten US-A-3 159 601 und 3 159 662 beschrieben sind, die Reaktionsprodukte von Derivaten des Platins mit Alkoholen, Aldehyden und Äthern, wie sie in dem Patent US-A-3 220 972 beschrieben sind, die Platin-Vinylsiloxan-Katalysatoren, wie sie in den französischen Patenten FR-A-1 313 846 und seinem Zusatzpatent 88 676 und in dem französischen Patent FR-A-1 480 409 beschrieben sind, sowie die Komplexe, wie sie in den Patenten US-A-3 715 334, 3 775 452 und 3 814 730 beschrieben sind, sowie ein Katalysator mit Rhodium, wie in den Patenten US-A-3 296 291 und 3 928 629 beschrieben.
Die bevorzugten Metalle der Platin-Gruppe sind das Platin und das Rhodium; das Ruthenium ist ebenfalls verwendbar, obgleich es weniger aktiv, dafür aber billiger ist.
Die Menge des eingesetzten Katalysators liegt im allgemeinen in der Größenordnung von 5 bis 100 ppm, vorzugsweise von 10 bis 60 ppm Katalysator, berechnet als Gewicht Metall, bezogen auf das Gesamtgewicht der Polymeren SiVi und SiH.
Beispiele für die Polymeren SiVi und SiH, die verwendet werden können, wurden oben bereits genannt. Für eine gute Ausführungsform der Erfindung sind die relativen Mengen der beiden Polymer-Typen derart, daß das Verhältnis zwischen der Anzahl der "SiH-Gruppen" (Wasserstoffatom, das an ein Siliciumatom gebunden ist) und der Anzahl der SiVi- Gruppen (Vinylgruppe, die an ein Siliciumatom gebunden ist) zwischen 0,75/1 und 4/1, vorzugsweise zwischen 0,75/1 und 1,5/1 liegt.
Die Vernetzung kann bei einer Temperatur in der Größenordnung von 20 bis 90ºC, vorzugsweise in der Größenordnung von 50 bis 70ºC, durchgeführt werden. Dieser Arbeitsgang dauert im allgemeinen etwa 2 bis 24 h.
Das Wasser wird anschließend beispielsweise durch Destillation eliminiert.
Nach dem Abkühlen können die magnetisierbaren Mikrokugeln auf irgendeine bekannte Weise, insbesondere durch Magnetisierung, von dem organischen Medium abgetrennt werden.
Gewünschtenfalls können die magnetisierbaren Mikrokugeln in entionisiertem Wasser wieder dispergiert werden, bis ein Gehalt an Trockenextrakt in der Größenordnung von 10 bis 70 Gew.-%, vorzugsweise in der Größenordnung von 15 bis 50 Gew.-%, erhalten wird. Dieser Arbeitsgang wird in Gegenwart mindestens eines oberflächenaktiven Agens durchgeführt, das die Herstellung von Öl-in-Wasser-Emulsionen (mit einem HLB-Wert im allgemeinen von über 10, vorzugsweise von über 15) erlaubt, wie z.B. Alkylsulfate, Alkylsulfonate und dgl.
Die den Gegenstand der Erfindung bildenden magnetisierbaren Mikrokugeln sind insbesondere interessant (vorteilhaft) in der Biologie.
Sie können beispielsweise verwendet werden als aktive Träger:
. von Antikörpern oder Antigenen für Diagnose-Tests, für Affinitätstrennungen von biologischen Verbindungen; die Fixierung der biologischen Moleküle kann erforderlichenfalls nach an sich bekannten Kupplungsverfahren durchgeführt werden, an denen Kupplungsmittel (Glutaraldehyd, wasserlösliches Carbodiimid) beteiligt sind, oder die auch darin bestehen, daß man die gegebenenfalls vorhandenen Funktionen des Polyorganosiloxans aktiviert (beispielsweise durch Diazotierung, durch Einwirkenlassen von Bromcyan, von Hydrazin und dgl.) und durch Reagierenlassen des zu fixierenden Moleküls und dgl.,
. von enzymatischen Systemen für biologische Reaktionen,
. zur Fixierung von Zellkulturen,
. von Arzneimitteln oder Tracer-Substanzen, um diejenige oder diejenigen in vitro oder in vivo zu dem gewählten Behandlungspunkt zu führen,
. von chemischen Molekülen, die ein Wachsen dieser Moleküle durch schnelle Verkettung von speziellen Reaktionen, wie die Peptidsynthese, erlauben,
. von chemischen Gruppen von Reaktionskatalysatoren, von chemischen Gruppen für die Abtrennung oder Extraktion von Metallen oder optischen Isomeren.
Die genannten Mikrokugeln können auch als Verstärkungsfüllstoffe für Elastomere oder für die Herstellung von organischen Dispersionen, wie sie in hydraulischen Kreisläufen von Bremsen und Stoßdämpfern eingesetzt werden, verwendet werden.
Wenn sie außerdem lumineszierende Füllstoffe enthalten, können sie als Zell-Markierungsmittel oder als Kontrastmittel in der medizinischen Bilddarstellung verwendet werden.
Die kein oberflächenaktives Mittel enthaltende wäßrige Suspension von magnetischem Eisenoxid, die in den nachstehenden Beispielen eingesetzt wird, wird wie folgt hergestellt:
175 g Fe(NO&sub3;)&sub3;.9H&sub2;O und 75 g Fe(SO&sub4;).7H&sub2;O werden in 250 g ionenausgetauschtem Wasser und 55 g konzentrierter Salpetersäure gelöst; unter schnellem Rühren gibt man 250 g einer 20 %igen wäßrigen Ammoniaklösung zu. Nach dem Dekantieren und Eliminieren der überstehenden Lösung wird der Niederschlag einmal mit Wasser gewaschen. Das Medium wird anschließend mit 35 g Perchlorsäure auf pH 0,5 eingestellt und der Niederschlag wird abfiltriert; dieser Arbeitsgang wird dreimal wiederholt, danach wird das Oxid in Wasser wieder suspendiert und mit ionenausgetauschtem Wasser ultrafiltriert. Die so erhaltene Suspension hat einen Feststoffgehalt von 26,5 % bei einem pH-Wert von 1,2. Die Ausbeute, ausgedrückt als Fe&sub3;O&sub4;, beträgt 57 %. Die Untersuchung im Transmissions-Elektronenmikroskop zeigt Teilchengrößen des Eisenoxids zwischen 50 x 10&supmin;&sup4; und 200 x 10&supmin;&sup4; um.

Beispiel 1

Herstellung von magnetisierbaren "Kern-Hüllen"-Mikrokugeln mit einer Schale (Hülle) aus vernetztem Polymethylsiloxan

2 g der oben hergestellten Eisenoxid-Suspension im Gemisch mit 0,4 g einer 0,25 gew.-%igen wäßrigen Chloroplatin(IV)säure-Lösung werden in einem Gemisch aus 50 g Solvesso 200 (eine polyaromatische Erdölfraktion, geliefert von der Firma Esso (Frankreich)) und 0,1 g SPAN 80 (ein Sorbitanmonooleat, im Handel vertrieben von der Firma ICI (UK)) mit Hilfe eines Ultraschall-Homogenisators dispergiert. Diese Umkehr-Emulsion wird in einen thermostatisch regulierten 50 ml-Glasreaktor eingeführt, der mit einer mechanischen Rühreinrichtung und einem Kühler ausgestattet ist. Die Temperatur wird auf 50ºC gebracht und während einer Zeitdauer von 1 h werden 5,62 g einer Mischung eingeführt, die besteht aus:
* 4,07 g eines Divinyl-organosilicium-Öls (als Si-Vinyl A-Öl bezeichnet) der Formel (I)
R''R'RSiO-(SiRR'' 'O)n-(SiR'' 'R'O)m-SiRR'R'',worin
R=R'=R'' '=CH&sub3;, R''=-CH:CH&sub2;
mit m+n=142,
* 0,55 g eines Divinyl-organosilicium-Öls (als Si-Vinyl B-Öl bezeichnet) der Formel (II)
R''R'RSiO-(SiRR'' 'O)n-(SiR'' 'R'O)m-SiRR'R'',
worin R=R'=R'' '=-CH&sub3;, R''=-CH:CH&sub2;
n+m=24,
* 1 g eines hydrosilylierten Organosilicium-Öls (als Si-H C-Öl bezeichnet) der Formel (IV)
R'&sub3;SiO-(SiRR''O)o-(SiRR'' 'O)p-(SiYRO)q-SiR'&sub3;,
worin R=R'=R''R'' '=-CH&sub3;,Y=H mit o+p=16 und q=42
Das Medium wird 15 h lang gerührt, dann wird das in der Emulsion enthaltene Wasser durch azeotrope Destillation entfernt. Die Mikrokugeln werden durch Magnetisierung abgetrennt und mit Aceton gewaschen und erneut in Wasser dispergiert in Gegenwart von Cemulsol NP30 (ein ethoxyliertes Nonylphenol mit 30 Molekülen Ethylenoxid, im Handel vertrieben von der Firma SFOS (Frankreich)) in einer Konzentration von 1 g/l unter Bildung eines magnetischen Latex mit einem Trockenextrakt von 10 %. Die Hydrosilylierungsausbeute liegt nahe bei 100 % (ausgedrückt als Gewicht des vernetzten Polydimethylsiloxans an der Oberfläche der Teilchen).
Der Eisenoxid-Gehalt in den Teilchen beträgt 8 Gew.-%, bestimmt durch Analyse des Eisens durch Atomabsorption. Die Teilchengrößen liegen zwischen 0,1 und 0,5 um (gemessen im Transmissions-Elektronenmikroskop).

Beispiel 2

Das Beispiel 1 wird wiederholt, jedoch mit dem Unterschied, daß SPAN 80 durch Hypermer LP8 (ein Dispergiermittel, im Handel vertrieben von der Firma ICI (UK)) ersetzt wird. Das Gemisch aus Si-Vinyl-Öl und Si-H-Öl besteht aus 4,07 g Si-Vinyl A-Öl und 1 g Si-H C-Öl.
Die Hydrosilylierungsausbeute liegt nahe bei 100 % (ausgedrückt durch das Gewicht des vernetzten Polymethylsiloxans an der Oberfläche der Teilchen). Der Eisenoxid- Gehalt in den Teilchen beträgt 9 %.

Beispiel 3

Das Beispiel 1 wird wiederholt, jedoch mit dem Unterschied, daß das Solvesso 200 durch Octan ersetzt wird. Das Gemisch aus Si-Vinyl-Öl und Si-H-Öl besteht aus 4,54 g Si-Vinyl A-Öl und 0,5 g Si-H C-Öl. Die Hydrosilylierungsausbeute beträgt 28 % (ausgedrückt durch das Gewicht des vernetzten Polydimethylsiloxans an der Oberfläche der Teilchen). Der Eisenoxid-Gehalt in den Teilchen beträgt 27 %.

Beispiel 4

Herstellung von magnetisierbaren "Kern-Hüllen"-Mikrokugeln mit einer Schale aus vernetztem Polydimethylsiloxan mit einer Epoxy-Funktion

Das Beispiel 1 wird wiederholt, jedoch mit dem Unterschied, daß das Gemisch aus Si-Vinyl-Öl und Si-H-Öl besteht aus
* 2 g Si-Vinyl A-Öl
* 0,5 g hydrosilyliertem und epoxidiertem Organosilicium-Öl der Formel
R'&sub3;SiO-(SiRR''O)o)-(SiRR'' 'O)p-(SiYRO)q-SiR'&sub3; worin R=R1'R''=-CH&sub3;, Y=H, R'' '= Glycidyläther mit o=6, p=6, q=6.
Die Hydrosilylierungsausbeute beträgt 31 % (ausgedrückt durch das Gewicht des vernetzten epoxidierten Polydimethylsiloxans an der Oberfläche der Teilchen). Der Eisenoxid-Gehalt in den Teilchen beträgt 36 %.

Beispiel 5

Herstellung von magnetisierbaren "Kern-Hüllen"-Mikrokugeln mit einer Schale aus vernetztem Polydimethylsiloxan mit einer Aminfunktion

Man verwendet 2 g der in Beispiel 4 hergestellten Mikrokugeln, die man in 50 g Toluol dispergiert. Die Dispersion wird anschließend in den in Beispiel 1 beschriebenen Reaktor eingeführt. Die Temperatur wird auf 100ºC gebracht; dann tropft man 1,1 g eines alkoxylierten Diamins der Formel H&sub2;N-CH(CH&sub3;)CH&sub2;-[O-CH(CH&sub3;)CH&sub2;]a-[O-CH&sub2;CH&sub2;]b-[O- CH(CH&sub3;)CH&sub2;]c-NH&sub2; (Jeffamine , im Handel vertrieben von der Firma Texaco (USA)). Das Reaktionsmedium läßt man 15 h lang bei dieser Temperatur stehen. Nach dem Abkühlen wird der Aminüberschuß durch magnetische Dekantation eliminiert. Die aminierten Mikrokugeln werden anschließend wieder in Wasser dispergiert, wobei man einen magnetisierbaren Latex erhält.

Beispiel 6

In diesem Beispiel ersetzt man die kein oberflächenaktives Agens enthaltende wäßrige Suspension von Eisenoxid durch eine ein oberflächenaktives Agens enthaltende Eisenoxid- Suspension, die nach dem in dem Patent US-A-4 094 804 beschriebenen Verfahren hergestellt worden ist; es handelt sich dabei um Eisenoxid, das in Gegenwart von Ölsäure ausgefällt worden ist, das man in einem wäßrigen Medium wieder peptisiert durch Zugabe des anionischen Emulgiermittels Aerosol OT , (Dioctylsulfosuccinat, im Handel vertrieben von der Firma American Cyanamid). Die Synthese wird wie in Beispiel 1 angegeben durchgeführt: in diesem Falle erhält man keine magnetisierbaren Mikrokugeln; das Eisenoxid ist nämlich allmählich von der wäßrigen Phase in die organische Phase diffundiert.

Claims

1. Magnetisierbare Mikrokugeln auf der Basis von vernetztem Organopolysiloxan, die als solche oder in wässriger Dispersion vorliegen, dadurch gekennzeichnet, daß sie gebildet sind aus:

- einem Kern, der im wesentlichen aus magnetisierbaren, nicht mit einem hydrophoben oberflächenaktiven Mittel oder einem Dispergiermittel umhüllten Füllungen besteht, die im allgemeinen eine Größe kleiner als 300 10&supmin;&sup4; um aufweisen

- und einer Schale auf der Basis von vernetztem Organopolysiloxan, erhalten aus der Hydrosilylierung

. von wenigstens einem Organopolysiloxan (bezeichnet als SiVi) mit der folgenden Formel I:

R'R&sub2; Si O (Si R R'' O)n (Si R' R'' O)m Si R&sub2; R' (I),

wobei in der Formel:

. die Symbole R gleich oder verschieden sind und einen C&sub1;-C&sub4;- Alkylrest, Phenyl, Trifluor-3,3,3-propyl bedeuten;

. die Symbole R' gleich oder verschieden sind und R oder einen Vinylrest bedeuten, wobei die Zahl der Vinylreste mindestens 2 pro Makromolekül beträgt;

. die Symbole R'' gleich oder verschieden sind und R oder eine Gruppe -r-X bedeuten, worin r einen zweiwertigen organischen Rest darstellt und X eine ionogene und/oder reaktive, nicht-vinylische und nicht-polykondensierbare Gruppe ausgewählt aus den Gruppen Epoxy, Hydroxy, Carboxy, Aldehyd, Ester, Acetoester, Mercapto, Mercaptoester, Amino, Alkylamino, Dialkylamino, Trialkylamino, quaternäres Ammonium, Aminoalkohol, Amido, Hydrazid, Hydrazino, C&sub1;- C&sub3;-Halogenalkyl,

Halogenbenzyl, Cyano, Cyanato, Sulfat und Sulfonyl, darstellt,

. mindestens 60% der durch die Symbole R und R' dargestellten Reste Methylreste sind;

. die Symbole n und m jeweils unabhängig voneinander Null sein können, wobei R' einen Vinylrest bedeutet, wenn m Null ist, und einen Wert haben, der ausreichend ist, um eine Viskosität des Polymeren von 20 mPas bis 30.000.000 mPas bei 25ºC und eine Anzahl von iogenen und/oder reaktiven, nicht-vinylischen Gruppen von gegebenenfalls zwischen 1 bis 1000 pro Organopolysiloxan-SiVi- Molekül und Organosilan (Organohydrogenpolysiloxan) SiH, zu gewährleisten,

. mit mindestens einem Organopolysilan (Organohydrogenpolysiloxan) (bezeichnet SiH), welches pro Molekül mindestens 3 Wasserstoffatome, jedes gebunden an ein Siliciumatom, enthält, mit einer Viskosität im Bereich von 5 bis 1500 mPas bei 25ºC und welches gegebenenfalls ionogene und/oder reaktive, nicht-vinylische Gruppen trägt, ausgewählt aus den Gruppen Epoxy, Hydroxy, Carboxy, Aldehyd, Ester, Acetoester, Mercapto, Mercaptoester, Amino, Alkylamino, Dialkylamino, Trialkylamino, quaternäres Ammonium, Aminoalkohl, Amido, Hydrazid, Hydrazino, C&sub1;-C&sub3;-Halogenalkyl, Halogenbenzyl, Cyano, Cyanato,

Sulfat und Sulfonyl, gebunden an ein Siliciumatom oder ein Kohlenstoffatom einer Kohlenwasserstoffgruppe, wiederum über eine Si-C-Bindung gebunden an eine Organosilankette (Organohydrogenpolysiloxankette).

2. Mikrokugeln nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetisierbaren Füllungen eine Größe von 5 bis 120 10&supmin;&sup4; um besitzen.

3. Mikrokugeln nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge der magnetisierbaren Füllungen, die den Kern bilden, 5 bis 98 Gew.% der Mikrokugeln darstellt.

4. Mikrokugeln nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Organopolysilan (Organohydrogenpolysiloxan) SiH eine Formel

Y R&sub2; Si O (R R'' SiO)p (YR SiO)q SiR&sub2; Y

hat, wobei in der Formel die Symbole R gleich oder verschieden sind und wie oben definiert sind, mit mindestens 80% Methylresten, das Symbol Y R oder ein Wasserstoffatom bedeutet, wobei die Zahl der Wasserstoffatome mindestens 3 pro Polymermolekül beträgt, das Symbol R'' wie in Anspruch 1 definiert ist, die Symbole p und q solche sind, daß das genannte Polymere SiH eine Viskosität im Bereich von 5 bis 1500 mPas bei 25ºC hat und eine Zahl von ionogenen und/oder reaktiven, nicht-vinylischen Gruppen gegebenenfalls von 1 bis 1000 pro Organopolysilanmolekül (Organohydrogenpolysiloxan) SiH und Organopolysiloxan SiVi reicht.

5. Mikrokugeln nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die relativen Mengen von Organopolysiloxan SiVi und Organopolysilan (Organohydrogenpolysiloxan) SiH einem Zahlenverhältnis der "Gruppen SiH" zu den "Gruppen SiVi" zwischen 0,75/1 und 4/1 entsprechen.

6. Verfahren zur Herstellung von magnetisierbaren Mikrokugeln auf der Basis von vernetztem Organopolysiloxan, bestehend aus:

- Dispergieren einer wässrigen Suspension der magnetisierbaren, nicht mit einem Dispergiermittel umhüllten Füllungen, wobei die Füllungen im allgemeinen eine Größe kleiner als 300 10&supmin;&sup4; um aufweisen, sowie eines Hydrosilylierkatalysators in einem organischen, mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmittel,

- Auflösen eines Gemisches aus mindestens einem Organopolysiloxan (bezeichnet SiVi) mit der folgenden Formel I

R'R&sub2; Si O (Si R R'' O)n (Si R' R'' O)m Si R&sub2; R' (I)

wobei in der Formel:

. die Symbole R' gleich oder verschieden sind und R oder einen Vinylrest bedeuten, wobei die Zahl der Vinylreste mindestens 2 pro Makromolekül ist;

. die Symbole R'' gleich oder verschieden sind und R oder eine Gruppe -r-X bedeuten, worin r einen zweiwertigen organischen Rest darstellt und X eine ionogene und/oder reaktive, nicht-vinylische und nicht-polykondensierbare Gruppe, ausgewählt aus den Gruppen Epoxy, Hydroxy, Carboxy, Aldehyd, Ester, Acetoester, Mercapto, Mercaptoester, Amino, Alkylamino, Dialkylamino, Trialkylamino, quaternäres Ammonium, Aminoalkohol, Amido, Hydrazid, Hydrazino, C&sub1;- C&sub3;-Halogenalkyl, Halogenbenzyl, Cyano, Cyanato,

Sulfat und Sulfonyl, darstellt;

. die Symbole n und m jeweils unabhängig voneinander Null sein können, wobei R' einen Vinylrest bedeutet, wenn m Null ist, und einen Wert haben, der ausreichend ist, um eine Viskosität des Polymeren von 20 mPas bis 30.000.000 mPas bei 25ºC und eine Anzahl von iogenen und/oder reaktiven, nicht-vinylischen Gruppen, von gebenenfalls zwischen 1 bis 1000 pro Organopolysiloxanmolekül SiVi und Organosilanmolekül (Organohydroxygenpolysiloxanmolekül) SiH, zur Verfügung zu stellen,

- und aus mindestens einem Organopolysilan (Organohydrogenpolysiloxan) (bezeichnet SiH), welches pro Molekül mindestens 3 Wasserstoffatome, jedes gebunden an ein Siliciumatom, enthält, mit einer Viskosität im Bereich von 5 bis 1500 mPas bei 25ºC, und welches gegebenenfalls ionogene und/oder reaktive, nicht-vinylische Gruppen trägt, ausgewählt aus den Gruppen Epoxy, Hydroxy, Carboxy, Aldehyd, Ester, Acetoester, Mercapto, Mercaptoester, Amino, Alkylamino, Dialkylamino, Trialkylamino, quaternäres Ammonium, Aminoalkohl, Amido, Hydrazid, Hydrazino, C&sub1;-C&sub3;-Halogenalkyl, Halogenbenzyl, Cyano, Cyanato,

Sulfat und Sulfonyl, gebunden an ein Siliciumatom oder ein Kohlenstoffatom einer Kohlenwasserstoffgruppe, wiederum über eine Si-C-Bindung gebunden an eine Organosilankette, in der organischen Phase der erhaltenen Dispersion,

- Vernetzen des Gemisches aus den Polymeren SiVi und SiH

- Entfernen des Wassers

- Abtrennen der magnetisierbaren Mikrokugeln

- und gegebenenfalls erneutem Dispergieren der genannten Mikrokugeln in Wasser.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetisierbaren Füllungen eine Größe im Bereich von 50 bis 120 10&supmin;&sup4; um aufweisen.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration der magnetisierbaren Füllungen in der wässrigen Suspension im Bereich von 0,5 bis 50 Gew.% liegt und daß die Menge der verwendeten Füllungen so ist, daß das Gewichtsverhältnis der magnetisierbaren Füllungen/Polymergemisch SiVi und SiH in dem Bereich von 0,005 bis 50 liegt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des verwendeten organischen Lösungsmittels so ist, daß das Gewichtsverhältnis wässrige Phase/organische Phase in dem Bereich von 0,005 bis 2 liegt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Organopolysilan (Organohydrogenpolysiloxan) die Formel

Y R&sub2; Si O (R R'' SiO)p (YR SiO)q SiR&sub2; Y

hat, wobei in der Formel die Symbole R gleich oder verschieden sind und wie oben definiert sind, mit mindestens 80% Methylresten, das Symbol Y R oder ein Wasserstoffatom bedeutet, wobei die Zahl der Wasserstoffatome wenigstens 3 pro Polymermolekül ist, das Symbol R'' wie in Anspruch 6 definiert ist, wobei die Symbole p und q solche sind, daß das genannte Polymere SiH eine Viskosität im Bereich von 5 bis 1500 mPas bei 25ºC hat und daß eine Zahl von ionogenen und/oder reaktiven, nicht-vinylischen Gruppen gegebenenfalls von 1 bis 1000 pro Organopolysilanmolekül (Organohydrogenpolysiloxanmolekül) SiH und Organopolysiloxanmolekül SiVi reicht.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die relativen Mengen von Organopolysiloxan SiVi und Organopolysilan (Organohydrogenpolysiloxan) SiH einem Zahlenverhältnis der "Gruppen SiH" zu den "Gruppen SiVi" zwischen 0,75/1 und 4/1 entsprechen.

12. Verwendung der magnetisierbaren Mikrokugeln gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 oder erhalten nach dem Verfahren, welches Gegenstand eines der Ansprüche 6 bis 11 ist, als aktive biologische Träger, mit der Maßgabe, daß die in Artikel 52(4) EPÜ definierten therapeutischen Behandlungsmethoden ausgeschlossen sind.