专利名称：：一种水分散磁性高分子微球及其制备方法和应用的制作方法
技术领域：
：本发明属于高分子材料
技术领域：
，特别涉及一种水分散磁性高分子微球及其制备方法和应用。
背景技术：
：磁性高分子微球兼具高分子的众多特性和磁性物质的磁响应性，一方面可通过分子间作用力结合酶、细胞和抗体等生物活性物质而且磁性材料外部包裹生物高分子，从而增强了生物相容性，另一方面可对外加磁场表现出强烈的磁响应性，因此，它被用做酶、细胞、药物等的载体广泛地应用到了生物医学、细胞学和生物工程等领域。另外在工业过程如分离纯化中也有广泛的用途。细胞分离，磁性微球作为不溶性载体，在其表面接上具有生物活性的吸附剂或其它配体(如抗体、荧光物质、外源凝结素等)活性物质，利用它们与指定细胞的特异性结合，在外加磁场的作用下将细胞分离、分类以及对其种类，数量分布进行研究。它们具有特异性好，灵敏度高，准确性好的优点，这种细胞分离技术在医疗临床诊断上有广范的应用。固定化酶，作为酶的固定化载体，磁性高分子微球有利于固定化酶从反应体系中分离和回收，还可以利用外部磁场控制磁性材料固定化酶的运动和方向，从而代替传统的机械搅拌方式，提高固定化酶的催化效率。磁性高分子微球作为酶的固定化载体还具有以下优点固定化酶可重复使用，降低成本；可以提高酶的稳定性，改善酶的生物相容性、免疫活性、亲疏水性；分离及回收酶的操作简单，适合大规模连续化操作。靶向药物，通过对磁性微球表面功能化，作为药物载体，在外加磁场的作用下，将药物载至预定区域，实现靶向给药技术，提高药物的效用，减少其毒副作用。磁性高分子微球除用于以上领域外，还可用于亲和色谱，以及作为有机合成的固相载体等领域。此外，它也可以作为有机一无机复合填料，应用于磁性塑料和磁性橡胶领域。从目前研究的情况看，磁性高分子微球一般为核壳式结构由金属氧化物(如铁、钴、镍等氧化物)组成核，高分子材料组成壳层；或者将高分子材料作为核，磁性材料作为壳层；除此之外，也可做成夹心结构，即外层、内层为高分子材料，中间层为磁性材料。就其制备方法而言，主要有包埋法和单体聚合法。包埋法是将磁性粒子分散于高分子溶液中，通过雾化、絮凝、沉积、蒸发等手段得到磁性高分子微球；如Josephson.USP4672040所述。一般而言，包埋法得到的磁性微球其磁性粒子(磁核)与外壳层的结合主要通过范德华力(包括氢键)；磁粒表面的金属离子与高分子链的螯合作用以及磁性粒子表面功能基与高分子壳层功能基形成的共价键。利用包埋法制备磁性微球，方法简单，但所得的粒子粒径分布宽，形状不规则，粒径不易控制，壳层中难免混杂一些诸如乳化剂之类杂质，用于免疫测定，细胞分离等领域会受到很大的限制。单体聚合法是在磁性粒子和单体存在下，加入引发剂、稳定剂等聚合而成的核壳式磁性高分子微球。迄今为止，单体聚合法合成磁性微球的方法主要有悬浮聚合、分散聚合、乳液聚合(包括无皂乳液聚合、种子聚合)等。Tricot等人在USP4339337中，在油溶性引发剂、悬浮稳定剂和磁粉共存的条件下，制得了粒径范围为0.05mm3mm的磁性高分子微球。Margel等在USP4783336中利用悬浮聚合，制得了粒径范围为0.03^im80^im的磁性聚丙烯醛类微球。在JP62204501中Tsumta首先制得了磁流体、单体、引发剂、分散剂的悬浮液，在搅拌的同时施加低频超声波分散，然后聚合得到粒径范围为O.l至数十个微米的磁性高分子微球，其粒径大小随超声波的频率而变化。Daniel等在USP4358388中采用微悬浮聚合得到了粒径范围为0.03^im5)^m的憎水磁性高分子微球，但所得磁性微球中的磁性无机微粒倾向于迁移至微球的四周。Charmot等在USP5356713中同样采用微悬浮聚合合成了粒径范围为0.05pml(Vm的憎水交联复合磁性微球。在该发明中，磁性微粒集中于复合磁性微球的内部，壳体几乎不含磁性微粒。但所得微球中仍有大于10%的不含磁粉的"空白"微球，需要在磁场下加以分离。其优点是方法简单可以制备大粒径的微球，其缺点是所制备的微球的单分散性差，磁性不均匀，有可能有磁介质裸露的现象。乳液聚合是目前应用较多的一种制备磁性高分子微球的方法，它还包括无皂乳液聚合、种子乳液聚合等方法。USP4421660中在分散有磁性粒子的水相体系中乳化单体，得到稳定的乳化体系，然后应用乳液聚合得到了胶体尺寸的疏水磁性高分子微球。磁性高分子微球在生物医学领域的应用较广，如用作诊断试剂等，但该领域对磁性高分子微球的要求较高，不仅要求其单分散性好，并且应无非特异性凝聚因素(如乳化剂等)。而乳液聚合制备的磁性高分子微球无法满足这些要求，因此人们又开发了无皂乳液聚合技术，他解决了乳化剂残留的问题，但是得到的微球粒径较小，微球彼此间的磁含量差异大，粒径分散性较大，且磁介质倾向于靠近微球的边缘。USP4774265中报道了以原位法来制备磁性高分子微球，并用该方法开发了系列商品化产品Dynabeads。该方法首先制得单分散的致密或多孔聚合物微球，此微球根据不同的需要含有可与铁盐形成配位键或离子键的基团(如各种含N基团、环氧基、一OH、一COOH、一S03H等)。随后可根据聚合物微球所具有的不同功能基以不同的方法来制备磁性高分子微球，具有以下几个优势(l)因在磁化过程中，单分散聚合物微球的粒径和粒径分布不变，因此最终所得的磁性高分子微球具有良好的单分散性；(2)具有超顺磁性的无机微粒均匀地分散在整个聚合物微球中，且每个微球含有相同浓度的磁性微粒，从而保证所有磁性微球在磁场下具有一致的磁响应性；(3)可以制备各种粒径的致密或多孔磁性高分子微球(最佳为0.5um20.0um)，且可制备磁含量大于30%的高磁含量微球。原子转移自由基聚合(ATRP)是活性聚合的一种，聚合机制是建立在有机化学中过渡金属催化的卤原子转移自由基加成反应基础之上的，引入一个自由基快速可逆平衡，活性中心(增长自由基)的钝化反应的速率常数大大高于休眠种的活化反应速率常数，体系中自由基的浓度非常低，自由基的双基终止反应得到了有效的抑制，从而实现了聚合的可控。其优点是可以在比较温和简单的条件下得到相对分子质量可控和相对分子质量分布窄和结构规整的聚合物。上述方法制备磁性微球，方法简单，但所得的粒子粒径或者分布宽，形状不规则，粒径不易控制，或者磁含量不高或者混杂一些诸如乳化剂之类杂质，用于免疫测定，细胞分离等领域会受到很大的限制。
发明内容为了克服上述现有技术的不足之处，本发明的首要目的在于提供一种水分散磁性高分子微球。该磁性高分子微球是由超顺磁性中心和高分子聚合物共同组成的复合物，所采用的方法是模板法以及活性聚合法。该磁性高分子微球的粒径为705000nm，磁含量为540%，饱和磁化强度为1.015.0emu/g，超顺磁性中心(即磁性粒子)在高分子微球内部分散均匀、对磁场响应强；高分子微球单分散性好并可以很好的分散在水中。本发明的另一目的在于提供上述水分散磁性高分子微球的制备方法。本发明的再一目的在于提供上述水分散磁性高分子微球的应用。本发明的目的通过下述技术方案来实现一种水分散磁性高分子微球，其特征在于外层为亲水性聚合物，内层为可紫外交联的聚合物和可原位产生磁性中心的聚合物，内层的两种聚合物之间是无规共聚，上述两种聚合物与外层的聚合物是嵌段共聚，以可原位产生磁性中心的聚合物原位形成的无机超顺磁性材料为超顺磁性中心;用模板法和活性聚合(活性聚合为原子转移自由基聚合)法制成，所述微球的直径范围为705000nm，磁含量为540%(质量百分比)，饱和磁化强度为1.015.0emu/g，并且具有很好的水分散性。所述亲水性聚合物的单体具有水溶性或亲水性，如聚氧乙烯丙烯酸酯类，如聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯等。所述可紫外交联的聚合物的单体为侧链有如保护羟基、保护胺基等活泼基团的物质，如2-甲基丙烯酸三甲基硅醚乙酯或丙烯酸三甲基硅醚乙酯等。所述可原位产生磁性中心的聚合物的单体为丙烯酸叔丁酯。所述无机超顺磁性材料为具有顺磁性的无机金属及其氧化物，如铁(Fe)单质、四氧化三铁(Fe304)或y—三氧化二铁(Y-Fe203)等。上述水分散磁性高分子微球的制备方法，包括如下步骤(1)模板引发剂的制备(模板的活化)在纳米模板粉体中加入含有0.11.0Wt。/。N，N-二甲基甲酰胺(DMF)的无水四氢呋喃溶液中，滴加活化试剂，搅拌过夜；离心或者过滤后取出固体，用无水四氢呋喃洗涤，真空干燥，得到模板引发剂；(2)以模板引发剂接枝两嵌段聚合物模板引发剂、可紫外交联的聚合物的单体+可原位产生磁性中心的聚合物的单体、溶剂和催化剂混合后除氧；再加入已除氧的配基，于6011(TC搅拌反应1248小时；将反应液用甲醇和四氢呋喃的混合溶剂渗析，沉淀于无水乙醚中，真空干燥，得到产物A;所述模板引发剂可紫外交联的聚合物的单体+可原位产生磁性中心的聚合物的单体溶剂催化剂配基(质量比)=1:30:30:0.12:0.2881:400:400:1.6:3.84;所述可原位产生磁性中心的聚合物的单体可紫外交联的聚合物的单体的质量比为4:13:1。取上述产物A、亲水性聚合物的单体、溶剂和催化剂混合后除氧，再加入已除氧的配基，于6011(TC下反应1248小时，反应液用水渗析，得到渗析液；所述产物A:亲水性聚合物的单体溶剂催化剂配基(质量比)=1:2.5:2.5:0.025:0.061:80'-80:0.8:1.92。(3)微球结构的固定将步骤(2)得到的渗析液用110Wt。/。的盐酸溶液搅拌水解26小时，挥干溶剂，真空干燥，得到产物B，将产物B中溶于吡啶中，得到溶液C;另取肉桂酰氯溶于吡啶中，得到肉桂酰氯吡啶溶液，将肉桂酰氯吡啶溶液滴加到溶液C中，密封搅拌814小时，将反应液过滤，滤液滴加到乙醚中，过滤，将沉淀真空干燥，得到产物D;将产物D分散于水中，在紫外灯下照射312小时，使之交联固化，得到交联产物的水溶液。(4)磁性微球的制备将步骤(3)中得到的交联产物的水溶液与氢氟酸溶液反应38小时，以蚀刻去模板物质，所述交联产物的水溶液氢氟酸溶液体积比为1:0.20.5;然后将反应液渗析，挥干溶剂干燥后；所得固体以三氟乙酸和二氯甲垸的溶液分散，以水解去交联产物中的叔丁基；所述三氟乙酸二氯甲垸的体积比为1:3;产物先以甲醇渗析再以水渗析，然后将渗析液与二价铁离子(Fe2+)的溶液以体积比l:l混合，密封搅拌，使羧基和二价铁离子充分结合，用碱调节pH值为79，使与羧基结合的二价铁沉淀，然后加入双氧水(H202)将二价铁氧化为三价铁以生成超顺磁性中心，用强磁铁分离，得到水分散磁性高分子微球。步骤(1)中，所述纳米模板粉体为表面含有羟基或胺基等活泼基团的无机纳米颗粒，如纳米二氧化硅(Si02)或纳米二氧化钛(Ti02)等，其粒径范围为20500nm。所述活化试剂为二氯亚砜(S0C12)或者含有取代卤元素的酰卤化物如2—溴丙酰溴或2—溴异丁酰溴等。步骤(2)中，所述的溶剂为DMF(N，N-二甲基甲酰胺)、甲苯或者苯甲醚等。所述的催化剂为IB族或者週B族的卤盐如氯化亚铜、溴化亚铜、乙酸亚铜、溴化亚镍、氯化亚铁或者二乙酸钯等。所述配基为多胺类，如PMDETA(五甲基二乙烯基三胺)、Me6TREN(三-(N,N-二甲胺基乙基)胺)或dNbpy(二联吡啶)等。为了更好地实现本发明，特别优选的纳米模板粉体为粒径20nm的纳米二氧化硅。所述步骤(2)中除氧的方法为用冷冻液体抽真空的方法或者通惰性气体如氮气或氩气的方法。所述步骤(2)中甲醇和四氢呋喃的混合溶剂中甲醇四氢呋喃的体积比优选为1:1。所述步骤(2)中优选反应温度为60110°C，反应时间为1224小时。所述步骤(4)中，所述碱为2Wt。/。氢氧化钠或者氨水等碱。上述水分散磁性高分子微球可以用于复合型塑料的添加剂、各种分离纯化过程(固定化酶载体、生物活性物质富集)、靶向药物载体等领域，用途十分广泛。本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果1、本发明采用模板法，模板可以蚀刻去除以提高磁介质的容量，提高微球的磁响应性，并根据模板实现粒径的高度可控。2、本发明采用活性聚合法，提高微球粒径的可控性，减小微球的粒径分布。3、本发明制备的微球纯净，无非特异性凝聚杂质，可以应用于医疗、生物科学等领域。4、由于现实中水体系应用广泛，使用聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯类(聚乙二醇(400)单甲醚丙烯酸酯)亲水单体，本发明微球具有很好的水分散性以及生物相容性。5、本发明制备的微球在水中具有很好的重新分散特性，将微球干燥后，可以很容易地将其重新分散于水中并稳定存在，极大地方便了储存和运输。具体实施方式下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。实施例1(1)模板引发剂的制备(模板的活化)取5gSi02(粒径20nm)粉体，将其加入200mL含有0.1Wt。/。N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的无水四氢呋喃(THF)溶液中，滴加10mL二氯亚砜(SOCl2)，搅拌过夜；过滤取出下层固体，用无水四氢呋喃洗涤5次，常温真空干燥，得到Si02模板引发剂。(2)以歩骤(1)制备的模板引发剂接枝两嵌段聚合物A、取lmLME6TREN通氮气半小时以除氧；取歩骤(1)制备的0.1gSiO2模板引发剂、20mgCuBr、4g丙烯酸叔丁酯(t-BA)、lg2-甲基丙烯酸三甲基硅醚乙酯(HEMA-tms)、7mLDMF混合，用液氮冷冻抽真空除氧；然后加入48mg已预先除氧的ME6TREN于ll(TC搅拌反应12小时，反应结束后，反应液用甲醇和四氢呋喃混合溶剂(体积比11)渗析，沉淀于无水乙醚中，真空干燥，得到产物A2.2g。其中，Si02模板引发剂HEMA-tms+t-BA:DMF:CuBr:ME6TREN(质量比)=1:50:50:0.2:0,48;t-BA:HEMA-tms的质量比为4:1。B、取上述产物A0.5g、12.5mgCuBr、1.25g聚乙二醇(400)单甲醚丙烯酸酯、3mLDMF混合除氧后，加入30mg已经预先除氧的ME6TREN，于80°C下反应12小时，反应液用水渗析，得到渗析液。其中，产物A:聚乙二醇(400)单甲醚丙烯酸酯DMF:CuBr:ME6TREN(质量比)=1:2.5:2.5:0.0250.06。(3)微球结构的固定取上述渗析液用3Wt。/。盐酸溶液搅拌6小时，挥干溶剂，真空干燥，得0.95g固体B。取干燥的产物B0.95g置于避光的反应瓶中加入10mL干燥的吡啶溶解，得到溶液C;另取0.2g肉桂酰氯溶于10mL干燥的吡啶中，得到肉桂酰氯吡啶溶液，将肉桂酰氯吡啶溶液滴加到溶液C中，密封搅拌12小时，反应液过滤，滤液滴加到乙醚中，得到白色固体，过滤，沉淀真空干燥，产物避光保存，得产物Dl.lg。将0.7g产物D分散于水中，用500w全波长紫外灯照射3小时使之交联固化，得到结构固定的交联产物的水溶液。(4)磁性微球的制备取38%Wt的氢氟酸水溶液滴加到上述结构固定的交联产物的水溶液中反应6小时以蚀刻去二氧化硅，交联产物的水溶液氢氟酸溶液体积比为1:0.4;将反应液先用水渗析然后甲醇渗析至无水，挥干溶剂干燥完全后，以10ml的二氯甲烷和三氟乙酸溶液(二氯甲烷三氟乙酸体积比3:1)分散所得固体，搅拌过夜以水解去交联产物中的叔丁基，产物以甲醇渗析然后以水充分渗析，然后将渗析液和5Wt。/。的FeCl2溶液的溶液混合密封，搅拌12小时，溶液以水渗析除去多余的FeCl2，加入2Wt%的氢氧化钠调节pH值为9使与羧基结合的二价铁沉淀，然后加入3mL双氧水(H202)将二价铁氧化为三价铁，形成四氧化三铁或y—三氧化二铁以生成超顺磁性中心，并使磁性中心生长4小时，用强磁铁分离，洗涤5次，得到水分散磁性高分子微球1.2g。所得磁性高分子微球的直径为75nm，磁含量为37.8%，饱和磁化强度为14.2emu/g。实施例2(1)模板引发剂的制备(模板的活化)取5gSi02(粒径20nm)粉体，将其加入200mL含有1.0Wt%N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的无水四氢呋喃(THF)溶液中，滴加10mL二氯亚砜(SOCl2)，搅拌过夜；20004000转/min离心，取出固体，用无水四氢呋喃洗涤4次，常温真空干燥，得到Si02模板引发剂。(2)以步骤(1)制备的模板引发剂接枝两嵌段聚合物A、取lmLME6TREN通氮气半小时以除氧；取步骤(1)制备的0.15gSi02模板引发剂、3.4g丙烯酸叔丁酯(t-BA)、l.lg2-甲基丙烯酸三甲基硅醚乙酯(HEMA-tms)、6mL甲苯、18mgCuCl混合，用液氮冷冻抽真空除氧；然后向反应瓶中加入已除氧的43mgME6TREN于ll(TC搅拌反应12小时。反应结束后将反应液用甲醇和四氢呋喃(体积比为1:1)混合溶剂渗析，沉淀于无水乙醚中，真空干燥。得到产物A1.9g。其中，Si02模板引发剂HEMA-tms+t-BA:甲苯:CuCl:ME6TREN(质量比)=1:30:30:0.12:0,2881:400:400:1.6:3.84;t-BA:HEMA-tms的质量比为3:1。B、取上述产物A0.2g、4.0g聚乙二醇(400)单甲醚丙烯酸酯、5mL甲苯、40mgCuCl混合除氧后，加入96mg已经预先除氧的ME6TREN中，于100°C下反应12小时，反应液用水渗析，得到渗析液。其中，产物A:聚乙二醇(400)单甲醚丙烯酸酯甲苯CuCl:ME6TREN(质量比)=1:20:20:0.2:0.48。(3)微球结构的固定取上述全部渗析液用10Wt%盐酸溶液搅拌2小时，挥干溶剂，真空干燥，得产物B1.8g。取干燥的产物Blg置于避光的反应瓶中，加入10mL干燥的吡啶溶解，得到溶液C，另取0.2g肉桂酰氯溶于10mL干燥的吡啶中，得到肉桂酰氯吡啶溶液，将肉桂酰氯吡啶溶液滴加到上述溶液C中，密封搅拌S小时，反应液过滤，用乙醚沉淀，过滤，得到白色固体，沉淀真空干燥，得产物D0.9g，产物避光保存。将上述0.7g产物D分散于水中用500w全波长紫外灯照射12小时使之交联固化，得到结构固定的交联产物的水溶液。(4)磁性微球的制备将38Wt。/。的氢氟酸水溶液滴加到上述结构固定的交联产物的水溶液中反应6小时以蚀刻去二氧化硅，交联产物的水溶液氢氟酸溶液体积比为1:0.2;将反应液先用水渗析然后甲醇渗析至无水，挥干溶剂干燥完全后，以10ml的二氯甲烷和三氟乙酸的溶液(二氯甲烷三氟乙酸体积比3:1)分散所得固体，搅拌过夜以水解去交联产物中的叔丁基，产物以甲醇渗析后再以水充分渗析，然后将渗析液与5Wt%的FeCl2溶液的溶液混合密封，搅拌12小时，溶液以水渗析除去多余的FeCl2，加入氨水调节pH值为7，使二价铁沉淀，然后加入3mL双氧水(H202)氧化，将二价铁氧化为三价铁形成四氧化三铁或Y—三氧化二铁以生成超顺磁性中心，并使磁性中心生长4小时，用强磁铁分离，洗涤6次，得水分散磁性高分子微球1.0g。所得磁性高分子微球的直径为80nm，磁含量为8.2%，饱和磁化强度为2.7emu/g。实施例3(1)模板引发剂的制备(模板的活化)取5g纳米二氧化钛(Ti02)(粒径lOOnm)粉体，将其加入200mL含有0.5Wt%N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的无水四氢呋喃(THF)溶液中，滴加10mL2一溴异丁酰溴，搅拌过夜；过滤取出下层固体，用无水四氢呋喃洗涤5次，常温真空干燥，得到Ti02模板引发剂。(2)以步骤(1)制备的模板引发剂接枝两嵌段聚合物A、取lmLPMDETA通氩气半小时以除氧；取步骤(1)制备的0.1gTiO2模板引发剂、24mgCuCl、4.5g丙烯酸叔丁酯(t-BA)、1.5g丙烯酸三甲基硅醚乙酯、8mL苯甲醚混合，通氩气除氧;然后加入57.6mg己预先除氧的PMDETA于85。C搅拌反应24小时，反应结束后，反应液用甲醇和四氢呋喃混合溶剂(体积比1:1)渗析，沉淀于无水乙醚中，真空干燥，得到产物A2.4g。其中，Ti02模板引发剂丙烯酸三甲基硅醚乙酯+t-BA苯甲醚CuClPMDETA(质量比)=1:60:60:0.24:0.576;t-BA:丙烯酸三甲基硅醚乙酯的质量比为3:1。B、取上述产物AO.lg、40mgCuCl、4.0g聚乙二醇(400)单甲醚丙烯酸酯、5mL苯甲醚混合除氧后，加入96mg已经预先除氧的PMDETA，于85°C下反应24小时，反应液用水渗析，得到渗析液。其中，产物A:聚乙二醇(400)单甲醚丙烯酸酯苯甲醚CuCl:PMDETA(质量比)=1:40:40:0.4:0.96。(3)微球结构的固定取上述渗析液用1Wt。/。盐酸溶液搅拌4小时，挥干溶剂，真空干燥，得1.65g固体B。取干燥的产物B0.85g置于避光的反应瓶中加入10mL干燥的吡啶溶解，得到溶液C;另取0.2g肉桂酰氯溶于10mL干燥的吡啶中，得到肉桂酰氯吡啶溶液，将肉桂酰氯吡啶溶液滴加到溶液C中，密封搅拌12小时，反应液过滤，滤液滴加到乙醚中，得到白色固体，过滤，沉淀真空干燥，产物避光保存，得产物D0.9g。将0.7g产物D分散于水中，用500w全波长紫外灯照射8小时使之交联固化，得到结构固定的交联产物的水溶液。(4)磁性微球的制备取38%Wt的氢氟酸水溶液滴加到上述结构固定的交联产物的水溶液中反应6小时以蚀刻去二氧化硅，交联产物的水溶液氢氟酸溶液体积比为1:0.5;将反应液先用水渗析然后甲醇渗析至无水，挥干溶剂干燥完全后，以10ml的二氯甲烷和三氟乙酸的溶液(二氯甲烷三氟乙酸体积比3:1)分散所得固体，搅拌过夜以水解去交联产物中的叔丁基，产物以甲醇渗析然后以水充分渗析，然后将渗析液和5WtM的FeCl2溶液的溶液混合密封，搅拌14小时，溶液以水渗析除去多余的FeCl2，加入2Wt%的氢氧化钠调节pH值为8，使与羧基结合的二价铁沉淀，然后加入3mL双氧水(H202)将二价铁氧化为三价铁形成四氧化三铁或Y—三氧化二铁以生成超顺磁性中心，并使磁性中心生长4小时，用强磁铁分离，洗涤5次，得到水分散磁性高分子微球1.2§。所得磁性高分子微球的直径为500nm，磁含量为11.3%，饱和磁化强度为5.2emu/g。实施例47所涉及的条件参数见表1，其他歩骤同实施例1。表l各具体实施例<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。催化剂步骤(2)中温度('C)、时间(h)模板引发剂可紫外交联的聚合物的单体+可原位产生磁性中心的聚合物的单体溶剂催化剂配基(质量比)产物A:外层亲水聚合物的单体溶剂催化剂配基(质量比)微球的直径纳米模板粉体直径.5^原产磁中的合的体可外联聚物单的量可位生性心聚物单紫交的合的体质比和化度饱磁强权利要求1、一种水分散磁性高分子微球，其特征在于所述水分散磁性高分子微球外层为亲水性聚合物，内层为可紫外交联的聚合物和可原位产生磁性中心的聚合物，内层的两种聚合物之间是无规共聚，上述两种聚合物与外层的聚合物是嵌段共聚，以可原位产生磁性中心的聚合物原位形成的无机超顺磁性材料为超顺磁性中心；所述微球的直径范围为70～5000nm，磁含量为5～40％，饱和磁化强度为1.0～15.0emu/g。2、根据权利要求1所述的一种水分散磁性高分子微球，其特征在于所述亲水性聚合物的单体为聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯；所述可紫外交联的聚合物的单体为2-甲基丙烯酸三甲基硅醚乙酯或丙烯酸三甲基硅醚乙酯；所述可原位产生磁性中心的聚合物的单体为丙烯酸叔丁酯；所述无机超顺磁性材料为铁单质、四氧化三铁或Y—三氧化二铁。3、一种权利要求1所述的水分散磁性高分子微球的制备方法，其特征在于包括如下步骤(1)模板引发剂的制备在纳米模板粉体中加入含有0.11.0Wt%N，N-二甲基甲酰胺的无水四氢呋喃溶液中，滴加活化试剂，搅拌过夜；离心或者过滤后取出固体，用无水四氢呋喃洗涤，真空干燥，得到模板引发剂；(2)以模板引发剂接枝两嵌段聚合物模板引发剂、可紫外交联的聚合物的单体+可原位产生磁性中心的聚合物的单体、溶剂和催化剂混合后除氧；再加入已除氧的配基，于6011(TC搅拌反应1248小时；将反应液用甲醇和四氢呋喃的混合溶剂渗析，沉淀于无水乙醚中，真空干燥，得到产物A;所述模板引发剂可紫外交联的聚合物的单体+可原位产生磁性中心的聚合物的单体溶剂催化剂配基的质量比为1:30:30:0.12:0.2881:400:400:1.6:3.84;所述可原位产生磁性中心的聚合物的单体可紫外交联的聚合物的单体的质量比为4:13:1;取上述产物A、亲水性聚合物的单体、溶剂和催化剂混合后除氧，再加入已除氧的配基，于60110。C下反应1248小时，反应液用水渗析，得到渗析液;所述产物A:亲水性聚合物的单体溶剂催化剂配基的质量比为1:2.5:2.5:0.025:0.061:80:80:0.8:1.92;(3)微球结构的固定将步骤(2)得到的渗析液用110WtQ/。的盐酸溶液搅拌水解26小时，挥干溶剂，真空干燥，得到产物B，将产物B中溶于吡啶中，得到溶液C;另取肉桂酰氯溶于吡啶中，得到肉桂酰氯吡啶溶液，将肉桂酰氯吡啶溶液滴加到溶液C中，密封搅拌814小时，将反应液过滤，滤液滴加到乙醚中，过滤，将沉淀真空干燥，得到产物D;将产物D分散于水中，在紫外灯下照射312小时，使之交联固化，得到交联产物的水溶液；(4)磁性微球的制备将步骤(3)中得到的交联产物的水溶液与氢氟酸溶液反应38小时，所述交联产物的水溶液氢氟酸溶液体积比为1:0.20.5;然后将反应液渗析，挥干溶剂干燥后；所得固体以三氟乙酸和二氯甲烷的溶液分散；所述三氟乙酸:二氯甲垸的体积比为1:3;产物先以甲醇渗析再以水渗析，然后将渗析液与二价铁离子的溶液按体积比l:l混合，密封搅拌，用碱调节pH值为79，然后加入双氧水将二价铁氧化为三价铁以生成超顺磁性中心，用强磁铁分离，得到水分散磁性高分子微球；所述步骤(1)中纳米模板粉体为纳米二氧化硅或纳米二氧化钛，其粒径范围为20500nm;所述活化试剂为二氯亚砜、2—溴丙酰溴或2—溴异丁酰溴；所述步骤(2)中溶剂为N，N-二甲基甲酰胺、甲苯或者苯甲醚；所述的催化剂为IB族或者VDIB族的卤盐；所述配基为五甲基二乙烯基三胺、三-(N，N-二甲胺基乙基)胺或二联吡啶。4、根据权利要求3所述的水分散磁性高分子微球的制备方法，其特征在于所述步骤(2)中的催化剂为氯化亚铜、溴化亚铜、乙酸亚铜、溴化亚镍、氯化亚铁或者二乙酸钯。5、根据权利要求3所述的水分散磁性高分子微球的制备方法，其特征在于所述纳米模板粉体为粒径20nm的纳米二氧化硅。6、根据权利要求3所述的水分散磁性高分子微球的制备方法，其特征在于所述步骤(2)中除氧的方法为用冷冻液体抽真空的方法或者通惰性气体的方法。7、根据权利要求3所述的水分散磁性高分子微球的制备方法，其特征在于所述步骤(2)中甲醇和四氢呋喃的混合溶剂中甲醇四氢呋喃的体积比为1:1。8、根据权利要求3所述的水分散磁性高分子微球的制备方法，其特征在于所述歩骤(2)中反应温度为6011(TC，反应时间为1224小时。9、根据权利要求3所述的水分散磁性高分子微球的制备方法，其特征在于:所述步骤(4)中碱为2Wtn/。氢氧化钠或者氨水。10、权利要求1所述的水分散磁性高分子微球在复合型塑料的添加剂、固定化酶载体或靶向药物载体领域中的应用。全文摘要本发明公开了一种水分散磁性高分子微球及其制备方法和应用。该磁性高分子微球是由超顺磁性中心和高分子聚合物共同组成的复合物，采用模板法以及两步活性聚合法制备。该磁性高分子微球的其粒径为70～5000nm，磁含量为5～40％，饱和磁化强度为1.0～15.0emu/g。磁性高分子微球为核壳结构，其核由位于中心的超顺磁性材料和可紫外交联的高分子聚合物的混合物组成；其壳由一层亲水性的聚合物组成，超顺磁性粒子分布于高分子微球内部，分散均匀无裸露且对磁场响应强；高分子微球单分散性好并可以分散在水中。该水分散磁性高分子微球可以用于复合型塑料的添加剂、靶向药物载体中。文档编号C08K13/00GK101130606SQ20071002962公开日2008年2月27日申请日期2007年8月3日优先权日2007年8月3日发明者刘志雷,孙建平,胡继文,赵发宝申请人:中国科学院广州化学研究所