專(zhuān)利名稱(chēng)：一種磁性免疫吸附纖維及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于功能材料領(lǐng)域，特別是一種免疫吸附柱及其制備方法。
背景技術(shù)：
體外免疫吸附治療是血液凈化療法的重要組成部分，其原理是將單一提 純特異性抗體(或抗原)牢固地結(jié)合在一個(gè)固定的載體上構(gòu)建成吸附裝置(該 裝置有被稱(chēng)為免疫吸附柱)，再將其與血管連通，使血液在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)通過(guò) 此裝置，并充分地與吸附柱上的抗體(或抗原)相接觸，最終將血液內(nèi)有害 的相應(yīng)抗原(或抗體)徹底清除出去。在生物體系中，存在著許多類(lèi)型的專(zhuān)
一性相互作用，如抗原-抗體、酶(受體-底物、互補(bǔ)DNA鏈等，將產(chǎn)生互補(bǔ)作 用的一方(如抗原)固定在載體上，可專(zhuān)一性地吸附另一方(如抗體)，專(zhuān) 一性免疫吸附劑的研究成為血液凈化材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。由于免疫吸附柱 對(duì)致病物質(zhì)具有吸附速度快、特異性強(qiáng)、治療效果好、副作用小等優(yōu)點(diǎn)，使 其成為血液凈化臨床治療的首選。
免疫吸附劑載體的物質(zhì)有瓊脂糖凝膠、葡聚糖、二氧化硅凝膠、樹(shù)脂等， 這些吸附劑存在著流速慢、吸附效率低、吸附容量少等缺點(diǎn)。目前以硅膠和 瓊脂糖凝膠為基質(zhì)的免疫吸附劑能夠滿足醫(yī)學(xué)治療的需要，但同時(shí)也有一定
的缺點(diǎn)(l)硅膠的強(qiáng)度較好，但可耐受pH范圍較窄；(2)瓊脂糖凝膠的血液
相容性好，但強(qiáng)度較差；(3)兩種填料的形狀都為均勻的珠狀微粒，這種形狀 的填料能使柱子在裝填過(guò)程中保持均勻，但也使柱壓增大，在免疫吸附治療 中很難達(dá)到高的流速；(4)珠狀微粒的裝填松動(dòng)或過(guò)分緊密，操作時(shí)易形成溝 槽或沉降，其本身不能起支架作用，因而吸附效率低、難以重復(fù)利用。膜材 料因其良好的通透性、較高的強(qiáng)度及良好的傳質(zhì)性能而深受研究者的青睞。 吸附膜具有良好的吸附性能和再生性能，良好的流動(dòng)特性和抗壓能力，同時(shí) 非特異吸附小。但以膜材料制作吸附柱很難提高其吸附容量，實(shí)際應(yīng)用的意 義不大。而纖維狀的吸附劑可以摒棄顆粒狀吸附劑和膜材料的缺點(diǎn)，可具有 較高的流速、較好的吸附容量和穩(wěn)定性。纖維作為吸附材料，具有以下優(yōu)點(diǎn) (1)吸附性能好。具有大的比表面積(1000 3000m7g)和豐富的微孔，微 孔的體積占總體積的90%以上，比一般的顆粒狀吸附劑如聚苯乙烯微球、活性碳等具有更大表面積和孔容積；(2)其微孔都在外表面上，所以纖維的吸附 /脫附速度快；(3)氧化還原性能強(qiáng)；(4)對(duì)微生物具有良好的負(fù)載能力。 臨床上急需一種新型吸附柱，以達(dá)到成本低，易沖洗，可反復(fù)使用的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了一種磁性涂層免疫吸附纖維，以纖維為負(fù)載材料，將磁性 物質(zhì)涂覆到纖維上，用于制作免疫吸附柱，大大提高了吸附效果，這種免疫 吸附柱成本低，易沖洗，可反復(fù)使用。
本發(fā)明適用于用磁性溶膠涂覆到纖維上，涂層磁性纖維用于制作免疫吸 附柱，其中磁性物質(zhì)在纖維上的涂層量為總重量的0. 1 20%。
所述的磁性溶膠為鐵、氧化亞鐵、四氧化三鐵和氧化鐵的一種，或它們 的復(fù)合物。其中鐵與氧化亞鐵的摩爾比由0.01 10連續(xù)可調(diào)；鐵與四氧化三 鐵的摩爾比由O. 02 l連續(xù)可調(diào)；氧化亞鐵與四氧化三鐵的摩爾比O. 05 2連 續(xù)可調(diào)，四氧化三鐵和氧化鐵的摩爾比為0.5 5連續(xù)可調(diào)。
所述的纖維為陶瓷纖維包括碳纖維、活性碳纖維和玻璃纖維；有機(jī)纖維 包括芳綸纖維、棉纖維或聚酯纖維。
本發(fā)明為達(dá)到上述目的采用的技術(shù)方案為-
首先制備單分散性溶膠體系，其制備方法沒(méi)有特異性。纖維經(jīng)過(guò)脫膠熱 處理后，獲得清潔表面的纖維。將上述纖維在單分散性溶膠體系中進(jìn)行浸絲， 然后進(jìn)入燒結(jié)爐無(wú)機(jī)化處理，獲得磁性涂層纖維。所得磁性涂層纖維經(jīng)過(guò)偶 聯(lián)池偶聯(lián)，再經(jīng)過(guò)干燥爐即可獲得磁性免疫吸附纖維。
具體的參數(shù)如下 l.單分散性溶膠的制備
室溫下，將FeCls、 Fe(N03)3或有機(jī)鐵和FeCl2完全溶解于去離子水中，配 制成25 250g/L的溶液，F(xiàn)e27Fe3+物質(zhì)量之比為0.01 10，充分混合，在攪拌 條件下向所得混合溶液中加入氨水、氫氧化鈉或碳酸鈉等，調(diào)節(jié)混合溶液的 pH值為5 12，并在20 50。C下陳化l 5h后，再在50 100。C晶化O. 5 10h， 得到沉淀，所得沉淀洗滌過(guò)濾。同時(shí)配制0.05 0.5mol/L鹽酸、草酸、醋酸 或油酸溶液，并按比例加入0.0025mol/L聚乙二醇l 50ml，得到膠溶溶液。 在超聲條件下將上述獲得的沉淀加入到膠溶溶液中，即可獲得單分散性溶膠， 溶膠體系中固含量為1 25g/L 。2. 磁性涂層纖維的制備
纖維在氮?dú)饣蚨栊詺怏w保護(hù)下300 90(TC燒結(jié)1 20min脫膠，然后在超 聲條件下水溶液體系中進(jìn)行浸洗，再在60 18(TC下烘干，所得潔凈纖維放入 在超聲狀態(tài)下的單分散性溶膠中浸絲，浸絲時(shí)間1 10min。再進(jìn)入無(wú)機(jī)化爐 在80 80(TC熱處理1 10min后，進(jìn)入還原爐進(jìn)行還原，還原氣氛為N2: H2 的體積比為O. 1 10,還原溫度在50 35(TC下處理2 20min，獲得具有磁性 涂層的纖維。可根據(jù)還原氣氛N2:H2的體積比調(diào)節(jié)纖維上磁性物質(zhì)的磁性參數(shù)。
3. 磁性涂層纖維的偶聯(lián)
將上述磁性涂層纖維在偶聯(lián)池中進(jìn)行偶聯(lián)后，偶聯(lián)方法和偶聯(lián)劑的選擇 不具特異性，經(jīng)過(guò)干燥爐在50 20(TC干燥處理即可獲得磁性免疫吸附纖維。
本發(fā)明適用于用磁性粒子涂層到纖維上，并進(jìn)行偶聯(lián)制備磁性涂層免疫 吸附纖維，其中磁性粒子在纖維上的涂層量為l 20wt%。所述的FeCl3、 Fe(N03)3或有機(jī)鐵和FeCL等為分析純?cè)噭?，氮?dú)饣蚨栊詺怏w含量為99. 95%。
本發(fā)明與其它吸附劑相比有如下特點(diǎn)
(1) 親水性
由于纖維孔隙率高，磁性涂層免疫吸附纖維表面含有納米氧化物，很容 易吸附水，比表面積大，表面有大量羥基，具有強(qiáng)的親水性，表現(xiàn)出良好的 血液相容性。
(2) 強(qiáng)度
以纖維作基材，具有較好的機(jī)械強(qiáng)度，耐壓性好，是用作制備免疫吸附 柱的理想材料。對(duì)通常的吸附劑載體材料而言，高的含水量與好的機(jī)械強(qiáng)度 是不容易同時(shí)滿足的。磁性涂層免疫吸附纖維具有較高的強(qiáng)度，同時(shí)又具有 很高的含水量，是一種極具應(yīng)用價(jià)值的血液凈化吸附劑載體。
(3) 化學(xué)反應(yīng)功能(易活化) 磁性涂層纖維表面含有大量可反應(yīng)的羥基，通過(guò)羥基的功能基化反應(yīng)，
可以鍵連各種配基。通過(guò)高分子殼層包覆或表面修飾可引入羧基、氨基等或 接枝上功能化臂如戊二醛等。
(4) 制備方便。
纖維已經(jīng)商品化，只需對(duì)其進(jìn)行表面處理，工藝簡(jiǎn)單，成本較低。
(5) 吸附效率高。纖維表面微粒的粒徑在100 200rim之間。具有表面磁性微粒的纖維與傳統(tǒng)上使用的磁性微球相比，磁性纖維具有更大比表面積， 吸附效率更高。


圖1為本發(fā)明工藝流程圖2為制備的磁性涂層免疫吸附纖維的掃描電鏡照片；
圖3為制備的磁性涂層纖維的X衍射圖。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1
溶膠的配制將174gFeCh溶解于1L去離子水中得到鐵的濃度為60g/L 的氯化鐵溶液，按Fe2yFe3^1:1.75在氯化鐵溶液加入78gFeCl2,充分?jǐn)嚢枋?FeCl2完全溶解，得到氯化鐵和氯化亞鐵的混合溶液，在攪拌的條件下再在滴 加氨水至pH值為7，并在3(TC下陳化1.5h后，再在60。C下晶化3h得到黑色 的Fe304沉淀，洗滌過(guò)濾后得到Fe304沉淀濾餅。取0.05mol/LHCllL，加入 0.0025mol/L聚乙二醇溶液50ml，得到鹽酸膠溶溶液。在超聲條件下將上述 Fe304沉淀濾餅加入到上述鹽酸膠溶溶液中，充分分散即可獲得單分散性Fe304 溶膠。
磁性免疫吸附纖維的制備活性碳纖維在氮?dú)獗Ｗo(hù)下80(TC燒結(jié)10min脫 膠，然后在超聲條件下水溶液體系中進(jìn)行浸洗，再在12(TC下烘干，所得潔凈 活性碳纖維在超聲狀態(tài)下放入上述Fe304溶膠中浸絲3min，將FeA負(fù)載到活 性碳纖維上，所得負(fù)載纖維進(jìn)入無(wú)機(jī)化爐在35(TC下熱處理10min，惰性氣體 保護(hù)，燒成后即得磁性涂層碳纖維。所得磁性涂層碳纖維進(jìn)入偶聯(lián)池進(jìn)行偶 聯(lián)后，進(jìn)入干燥爐在12(TC干燥3min，即可得到磁性免疫吸附纖維。
實(shí)施例2
溶膠的配制將227gFeCl2溶解于1L去離子水中得到鐵的濃度為100g/L 的氯化亞鐵溶液，在攪拌的條件下再在滴加氨水至pH值為7，并在3(TC下陳 化1. 5h后，再在4(TC下晶化1. 5h，洗滌過(guò)濾后得到濾餅。取0. 05mol/L油 酸1L，加入0.0025mol/L聚乙二醇溶液25ml，得到油酸膠溶溶液。在超聲條 件下將上述濾餅加入到上述鹽酸膠溶溶液中，充分分散即可獲得單分散性溶 膠。磁性免疫吸附纖維的制備碳纖維在氮?dú)獗Ｗo(hù)下60(TC燒結(jié)8min脫膠， 然后在超聲條件下水溶液體系中進(jìn)行浸洗，再在15(TC下烘干，所得潔凈碳纖 維在超聲狀態(tài)下放入上述單分散性溶膠中浸絲3min，將溶膠負(fù)載到碳纖維上， 所得負(fù)載纖維在惰性氣體保護(hù)下進(jìn)入無(wú)機(jī)化爐在120。C下熱處理6min，再進(jìn) 入還原爐進(jìn)行還原，還原氣氛為&和H2的體積比為5: l，在240'C下還原2min， 即得磁性涂層碳纖維。所得磁性涂層碳纖維進(jìn)入偶聯(lián)池進(jìn)行偶聯(lián)后，進(jìn)入干 燥爐在12(TC干燥3min，即可得到磁性免疫吸附纖維。
表l常用的偶聯(lián)方法和反應(yīng)基團(tuán)
偶聯(lián)方法
載體上的反應(yīng)基團(tuán) 配體上的反應(yīng)基團(tuán)
重氮化法 高碘酸鈉氧化法 溴化氰法 碳二亞胺法 混合酸酐法
活性酯法 琥珀酸酐法 -(羥甲基)羥胺法 二異氰酸酯法 亞胺酸酯法 戊二醛法 SPDP MBS
芳香胺，酚，吲哚， 咪唑
權(quán)利要求
1.一種磁性免疫吸附纖維，其特征在于用磁性溶膠涂覆到纖維上，磁性物質(zhì)在纖維上的涂層量為總重量的0.1～20％，所述的磁性溶膠為鐵、氧化亞鐵、四氧化三鐵和氧化鐵的一種，或它們的復(fù)合物，其中鐵與氧化亞鐵的摩爾為0.01～10；鐵與四氧化三鐵的摩爾比為0.02～1，氧化亞鐵與四氧化三鐵的摩爾比為0.05～2，四氧化三鐵和氧化鐵的摩爾比為0.5～5。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性免疫吸附纖維，其特征在于所述的纖維 為陶瓷纖維，是碳纖維、活性碳纖維、玻璃纖維中的一種，或者為有機(jī)纖維， 是芳綸纖維、棉纖維、聚酯纖維中的一種。
3. —種磁性免疫吸附纖維的制備方法，其特征在于包括以下步驟(1) 單分散性溶膠的制備將FeCls、 Fe(N03)3或有機(jī)鐵和FeCl2完全溶解于去離子水中，配制成25 250g/L的溶液，F(xiàn)e7Fe3+物質(zhì)量之比為0.01 10，充分混合，在攪拌條件下向 所得混合溶液中加入氨水、氫氧化鈉或碳酸鈉，調(diào)節(jié)混合溶液的pH值為5 12， 并在20 50'C下陳化l 5h后，再在50 10(TC晶化0.5 10h，得到沉淀，將 沉淀洗滌、過(guò)濾，同時(shí)配制0.05 0.5mol/L鹽酸、草酸、醋酸或油酸溶液， 并按比例加入0.0025mol/L聚乙二醇l 50ml，得到膠溶溶液，在超聲條件下將上述獲得的沉淀加入到膠溶溶液中，得單分散性溶膠，溶膠體系中固含量 為l 25g/L;(2) 磁性涂層纖維的制備纖維在氮?dú)饣蚨栊詺怏w保護(hù)下300 90(TC燒結(jié)1 20min脫膠，然后在超 聲條件下水溶液體系中進(jìn)行浸洗，再在60 180'C下烘干，所得潔凈纖維放入 在超聲狀態(tài)下單分散性溶膠中浸絲，浸絲時(shí)間1 10min，再進(jìn)入無(wú)機(jī)化爐在 80 8(XTC熱處理l 10min后，進(jìn)入還原爐進(jìn)行還原，還原氣氛為N2: H2的體 積比為O. 1 10，還原溫度在50 35(TC下處理2 20min，獲得具有磁性涂層 的纖維；(3) 磁性涂層纖維的偶聯(lián) 將上述磁性涂層纖維在偶聯(lián)池中進(jìn)行偶聯(lián)后，經(jīng)過(guò)干燥爐在50 20(TC下干燥處理即得磁性免疫吸附纖維。
全文摘要
一種磁性免疫吸附纖維及其制備方法，本發(fā)明將磁性溶膠涂層到纖維上，磁性物質(zhì)在纖維上的涂層量為總重量的0.1～20％，所述的磁性溶膠為鐵、氧化亞鐵、四氧化三鐵和氧化鐵的一種，或它們的復(fù)合物，其中鐵與氧化亞鐵的摩爾為0.01～10；鐵與四氧化三鐵的摩爾比為0.02～1，氧化亞鐵與四氧化三鐵的摩爾比為0.05～2，四氧化三鐵和氧化鐵的摩爾比為0.5～5，并將磁性涂層纖維進(jìn)行偶聯(lián)劑偶聯(lián)可獲得磁性免疫吸附纖維。利用磁性微粒在免疫分析中高效、快速和非沾污的優(yōu)點(diǎn)和纖維高比表面積特性得到良好的結(jié)合，大大提高了吸附效率，并可回收再生。
文檔編號(hào)B01J20/26GK101288842SQ20081003149
公開(kāi)日2008年10月22日 申請(qǐng)日期2008年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月16日
發(fā)明者張承輝, 杜作娟, 黃小忠, 黎炎圖 申請(qǐng)人:中南大學(xué);長(zhǎng)沙中南升華科技發(fā)展有限公司