一种复合磁性颗粒及其制备方法与流程

本发明涉及一种复合材料，尤其是一种复合磁性颗粒及其制备方法。

背景技术：

1、超顺磁性微纳米颗粒，具有快速的磁响应性及高效的分离效率，通过在其表面进行功能化修饰，可以进一步地结合生物配体、药物等特殊功能地物质，能够广泛的应用在在生物、医疗或药物等分离领域，例如核酸提取、化学发光、细胞分选、细胞/基因测序、药物分离、靶向治疗等。

2、目前，磁性颗粒的制备主要有以下三种方式：(1)无机磁性颗粒通过含铁盐的前驱体，再通过共沉淀、溶剂热、水热、热分解等方法，制备得到从几个纳米至几百纳米的磁性颗粒，但小于100nm的磁性颗粒通常磁性很弱，能直接应用的场景不多；(2)将磁性纳米颗粒与聚合物直接混合，再通过乳化的方式得到几百纳米至几微米的复合微球，这种方式很难得到单分散的磁性微球；(3)将无机磁性颗粒与有机聚合物微球，通过静电作用、疏水作用、共价结合等方式组装，得到磁性颗粒，这些颗粒通过控制微球粒径和单分散性，可以得到从几百纳米到几十微米的磁性颗粒；但是受限于其结合方式和制备方法，直接制备得到的磁性微球，其磁颗粒很容易与聚合物微球分离，稳定性较差。

技术实现思路

1、为了解决现有技术制备磁性颗粒稳定性差的问题，本发明公开了：

2、一种复合磁性颗粒，包括磁性核心、过渡层、疏水层和功能性包覆层，所述磁性核心为核壳结构。

3、进一步地，所述磁性核心选自组装或者原位生成的磁性颗粒；更进一步地，所述磁性核心的粒径为500nm-10um，优选为1um-5um。

4、进一步地，所述核壳结构的核成分为聚苯乙烯，所述核壳结构的壳为成分四氧化三铁。

5、进一步地，所述过渡层为包覆在所述磁性核心外的第一薄膜，选自硅烷过渡层，本发明过渡层对磁性核心的稳定起着决定性作用。

6、所述疏水层用来隔绝磁性核心与外部水溶液环境，所述功能性包覆层用以结合各类不同的生物分子或者其他物质。

7、进一步地，所述第一薄膜制备试剂包括：硅烷、硅烷偶联剂、反应液及催化剂；

8、所述硅烷选自正硅酸四乙酯、正硅酸四甲酯或硅酸钠；

9、所述硅烷偶联剂选自包括但不限于kh570，a151或a171；

10、所述反应液选自水、乙醇、甲醇或异丙醇；

11、所述催化剂选自醋酸、盐酸、硝酸、硫酸、高氯酸、氨水、四甲基氢氧化铵、氢氧化钠或氢氧化钾。

12、本发明所述“催化剂”，指能在反应液中提供酸性或者碱性的试剂。

13、进一步地，所述第一薄膜的制备方法如下：

14、一步反应：将所述硅烷、硅烷偶联剂、反应液、催化剂与磁性核心混合，20-50℃加热，反应0.5h-24h；

15、或两步反应：先将所述硅烷、反应液、催化剂与磁性核心混合，20-50℃加热，反应0.5h-24h，然后加所述硅烷偶联剂；

16、先将所述硅烷、反应液、催化剂与磁性核心混合，20-50℃加热，反应0.5h-24h，磁颗粒清洗后，硅烷偶联剂、反应液、催化剂与磁性核心混合。

17、进一步地，所述疏水层的厚度大于所述过渡层。

18、进一步地，所述疏水层为包覆在所述过渡层外的第二薄膜；

19、所述第二薄膜制备试剂包括单体、交联剂、稳定剂及引发剂；

20、所述单体选自苯乙烯或丙烯酸酯类或者甲基丙烯酸酯类，更优选自苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯或丙烯酸丁酯；

21、所述交联剂选自二乙烯基苯或n,n'-亚甲基双丙烯酰胺；

22、所述稳定剂选自十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、pvp或pva；

23、所选引发剂选自过硫酸钾、过硫酸铵、过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈或偶氮二异庚腈。

24、进一步地，所述第二薄膜的制备方法如下：

25、将所述单体、交联剂、稳定剂及引发剂与所述第一薄膜反应；

26、或

27、稳定剂及引发剂与所述第一薄膜反应后加入单体和交联剂；

28、或单体、稳定剂及引发剂与所述第一薄膜反应后加入交联剂；优选的，所述反应温度为50-100℃。

29、进一步地，所述功能性包覆层修饰在所述过渡层和疏水层的外侧，为所述复合磁性颗粒的最外层结构，所述功能性包覆层含有羧基、羟基、氨基、环氧或tosyl基团。

30、进一步地，所述功能性包覆层的制备试剂包括：包括单体、交联剂、稳定剂及引发剂；

31、所述单体选自甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯或丙烯酸羟丙酯；

32、所述交联剂选自二乙烯基苯或n,n'-亚甲基双丙烯酰胺；

33、所述所选稳定剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、pvp或pva；

34、所述引发剂选自过硫酸钾、过硫酸铵、过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈或偶氮二异庚腈。

35、进一步地，所述功能性包覆层的制备方法如下：将所述单体、交联剂、稳定剂及引发剂与所述第二薄膜反应；

36、或

37、稳定剂及引发剂与所述第一薄膜反应后加入单体和交联剂；

38、或单体、稳定剂及引发剂与所述第一薄膜反应后加入交联剂。

39、技术效果：

40、本发明的复合磁性颗粒利用磁性核心、过渡层、疏水层和功能性包覆层的结构，实现了复合磁性颗粒单分散性好，稳定性高的性能，其中创造性的构建了过渡层，利用极薄的硅烷层，实现对磁性核心稳定作用的同时也能促进疏水层的修饰，使得整个结构稳定而紧凑。

技术特征：

1.一种复合磁性颗粒，其特征在于，所述复合磁性颗粒包括磁性核心、过渡层、疏水层和功能性包覆层，所述磁性核心为核壳结构。

2.如权利要求1所述的复合磁性颗粒，其特征在于，所述过渡层为包覆在所述磁性核心外的第一薄膜，选自硅烷过渡层。

3.如权利要求1或2所述的复合磁性颗粒，其特征在于，所述第一薄膜的制备试剂包括：硅烷、硅烷偶联剂、反应液及催化剂；

4.如权利要求3所述的复合磁性颗粒，其特征在于，所述第一薄膜的制备方法如下：

5.如权利要求1或2所述的复合磁性颗粒，其特征在于，所述疏水层的厚度大于所述过渡层。

6.如权利要求5所述的复合磁性颗粒，其特征在于，所述疏水层为包覆在所述过渡层外的第二薄膜；

7.如权利要求6所述的复合磁性颗粒，其特征在于，所述第二薄膜的制备方法如下：

8.如权利要求1或2所述的复合磁性颗粒，其特征在于，所述功能性包覆层修饰在所述过渡层和疏水层的外侧，为所述复合磁性颗粒的最外层结构，所述功能性包覆层含有羧基、羟基、氨基、环氧或tosyl基团。

9.如权利要求8所述的复合磁性颗粒，其特征在于，所述功能性包覆层的制备试剂包括：包括单体、交联剂、稳定剂及引发剂；

10.如权利要求8所述的复合磁性颗粒，其特征在于，

技术总结
本发明涉及一种复合材料，尤其是一种复合磁性颗粒及其制备方法。本发明的复合磁性颗粒利用磁性核心、过渡层、疏水层和功能性包覆层的结构，实现了复合磁性颗粒单分散性好，稳定性高的性能，其中创造性的构建了过渡层，利用极薄的硅烷层，实现对磁性核心稳定作用的同时也能促进疏水层的修饰，使得整个结构稳定而紧凑。

技术研发人员：凌露霆,马如建
受保护的技术使用者：重庆艾生斯生物工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13