一種制備聚苯乙烯微球的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于聚合物微球材料制備技術領域，具體涉及一種制備聚苯乙烯微球的方法。
【背景技術】
[0002]在生物學研究中，和在眾多的應用領域，如診斷，生物技術，法醫生物學，生物系統學中，DNA序列知識已成為不可缺少的知識。具有現代的DNA測序技術的快速測序速度已經有助于達到測序完整的DNA序列，或多種類型的基因組測序和生命物種，包括人類基因組和其他許多動物，植物和微生物物種的完整DNA序列。
[0003]近年來，測序技術不斷改進，新方法相繼問世，測序規模也不斷擴大。測序技術的操作簡單化、成本低廉化、以及高通量化成為測序技術的發展方向。SOLiD, 454以及Solexa等為代表的新一代高通量測序技術，以三國鼎立的姿態平分著序列測定的天下。三種技術各有千秋，發展更新的速度可謂日新月異。但目前而言，其測序文庫制備的過程均仍較為復雜O
[0004]測序文庫的制備作為整個測序過程中的第一個且及其重要的一個步驟，對測序結果的優劣有著決定性的作用。測序文庫的制備大體來說包括以下幾個步驟。第一步是如何將核酸從待檢測的樣本中高質量地提取出來。針對不同的樣本，人們所選用的實驗流程和方式將會有較大的差異；第二步是如何將長片段的核酸進行小片段花處理，主要針對基因組DNA及長片段的RNA等樣本，因為目前測序儀對于讀長的限制，只能對制備的隨機小片段進行測序，再通過生物信息學方法進行拼接，得出全基因組的序列信息。目前核酸小片段化基本使用物理作用來進行，超聲波由于其自身的各種優點而成為打碎DNA的普遍方式，可通過調節超聲功率及超聲時間來獲得不同長度的小片段DNA。第三步便是如何將小片段核酸的兩端連接上測序所需的通用接頭序列；第四步是如何將連接有接頭序列的核酸序列進行單分子多拷貝擴增，包括有乳液PCR、橋式PCR及滾環擴增等，在擴大測序信號強度的同時確保真實的反映樣本的原始信息。而乳液PCR —般采用微球捕獲一個模板DNA到一個小球，利用乳液PCR擴增單一模板，將同一模板在一個微球上擴增成上百萬個模板克隆。
[0005]一般來講，在乳液PCR中采用的微球為聚苯乙烯(PS)微球，并且在微球表面進行鏈霉親和素修飾，從而使其可以捕獲生物素標記的DNA分子。目前，合成單分散PS微球的方法有微乳液聚合法、乳液聚合法、分散聚合法、懸浮聚合法和種子聚合法等。但現有的合成方法都是交聯劑和單體混合后再進行聚合，這種辦法合成的聚合物微球聚合物是整體交聯的，往往球形度差，粒徑可控性低，因而通常需要分選才能達到粒徑分布偏差小于5%的要求。為了合成得到交聯的微球，卻又不影響到微球的球形度和單分散性，日本專利JP58-106554和JP63-191818雖然提出了種子聚合的方法，即先通過乳液聚合獲得種子，然后進行增長，擴大粒子。本方法的缺點是微球在生長過程中，產生次級粒子，需要篩分除去，造成產品收率降低，操作復雜，經濟性差。因此，要得到粒徑均一的微米級單分散具有交聯的聚合物微球粒子是非常困難的。
【發明內容】
[0006]本發明的一個目的是一種制備聚苯乙烯微球的方法，包括以下步驟:
(1)將分散劑和苯乙烯單體加入介質中，通入氮氣，攪拌；
所述介質選自乙二醇、甲醇和水；
(2)加熱升溫，加入引發劑，在恒溫條件下持續攪拌，得到聚苯乙烯微球；
(3)取另一容器加入3-氨丙基三乙氧基硅烷和溶劑，渦旋震蕩，加入制備的聚苯乙烯微球，通入氮氣，加熱于恒溫反應，得到氨基化聚苯乙烯微球；
(4)分別使用乙醇和水清洗微球。
[0007]所述介質為甲醇和水。
[0008]所述引發劑為偶氮二異丁腈、過氧化乙酰和過氧化環己酮中的一種或幾種，優選為偶氮二異丁腈和過氧化環己酮重量比為4:1。
[0009]所述分散劑由聚乙烯基吡咯烷酮、烷基酚聚氧乙烯醚-10和聚乙二醇組成。
[0010]所述苯乙烯單體、分散劑、引發劑和介質的重量百分比依次為33-34%的苯乙烯單體，0.2-0.25%的分散劑，0.035%-0.045的引發劑，余量為介質。優選為34%的苯乙烯單體，0.25%的分散劑，0.04%的引發劑，余量為介質。
[0011]所述溶劑由硝基苯和二氯甲烷組成，硝基苯和二氯甲烷的體積比為1:7。
[0012]所述加入制備的聚苯乙烯微球的量計為0.4-0.6g/ml 3_氨丙基三乙氧基硅烷。
[0013]所述攪拌的速度為150?180轉/分鐘。
[0014]本發明提供的方法條件溫和、產率高，制備方法簡單，適于大規模的推廣應用。同時，本發明提高了氨基在聚苯乙烯微球表面的分布比例。本發明制備的微球機械強度較大，易于回收。另外，通過對反應體系中的介質、引發劑和分散劑進行合理的優化，得到的微球粒徑均勻，單分散性好，能夠滿足基因測序的需要。
【具體實施方式】
[0015]實施例1
(1)將0.3g聚乙烯基吡咯烷酮、1.2g烷基酚聚氧乙烯醚-10、1.625g聚乙二醇和425g苯乙稀單體加入400g水和421.375g乙二醇的混合物中，通入氮氣，以150rpm/min攪拌25分鐘；
(2)加熱升溫至70°C，加入0.4g偶氮二異丁腈和0.1g過氧化環己酮，在恒溫條件下以180rpm/min持續攪拌10小時，得到聚苯乙稀微球；
(3)取另一容器加入20ml3-氨丙基三乙氧基硅烷和35ml溶劑(硝基苯和二氯甲烷的體積比為1:7)，渦旋震蕩15分鐘，加入制備的1g聚苯乙烯微球，通入氮氣，加熱于65°C恒溫反應7小時，得到氨基化聚苯乙烯微球；
(4)分別使用乙醇和水清洗微球。
[0016]實施例2
(I)將0.6g聚乙烯基吡咯烷酮、Ig烷基酚聚氧乙烯醚-10、0.9g聚乙二醇和412.5g苯乙稀單體加入340g水和494.56g乙二醇的混合物中，通入氮氣，以160rpm/min攪拌30分鐘； (2)加熱升溫至70°C，加入0.25g過氧化乙酰和0.19g過氧化環己酮，在恒溫條件下以160rpm/min持續攪拌9小時，得到聚苯乙稀微球；
(3)取另一容器加入20ml3-氨丙基三乙氧基硅烷和35ml溶劑(硝基苯和二氯甲烷的體積比為1:7)，渦旋震蕩10分鐘，加入制備的8g聚苯乙烯微球，通入氮氣，加熱于62°C恒溫反應6小時，得到氨基化聚苯乙烯微球；
(4)分別使用乙醇和水清洗微球。
[0017]實施例3
(1)將0.8g聚乙烯基吡咯烷酮、0.75g烷基酚聚氧乙烯醚-10、1.2g聚乙二醇和417.5g苯乙稀單體加入280g水和549.19g乙二醇的混合物中，通入氮氣，以170rpm/min攪拌30分鐘；
(2)加熱升溫至70°C，加入0.56g過氧化乙酰，在恒溫條件下以160rpm/min持續攪拌9小時，得到聚苯乙烯微球；
(3)取另一容器加入20ml3-氨丙基三乙氧基硅烷和33ml溶劑(硝基苯和二氯甲烷的體積比為1:7)，渦旋震蕩10分鐘，加入制備的12g聚苯乙烯微球，通入氮氣，加熱于60°C恒溫反應8小時，得到氨基化聚苯乙烯微球；
(4)分別使用乙醇和水清洗微球。
[0018]實施例4
(1)將0.8g聚乙烯基吡咯烷酮、0.8g烷基酚聚氧乙烯醚-10、1.2g聚乙二醇和417.5g苯乙稀單體加入280g水和549.19g乙二醇的混合物中，通入氮氣，以165rpm/min攪拌30分鐘；
(2)加熱升溫至70°C，加入0.51g過氧化環己酮，在恒溫條件下以175rpm/min持續攪拌9小時，得到聚苯乙烯微球；
(3)取另一容器加入20ml3-氨丙基三乙氧基硅烷和32ml溶劑(硝基苯和二氯甲烷的體積比為1:7)，渦旋震蕩10分鐘，加入制備的Ilg聚苯乙烯微球，通入氮氣，加熱于60°C恒溫反應8小時，得到氨基化聚苯乙烯微球；
(4)分別使用乙醇和水清洗微球。
[0019]上述詳細說明是針對本發明其中之一可行實施例的具體說明，該實施例并非用以限制本發明的專利范圍，凡未脫離本發明所為的等效實施或變更，均應包含于本發明技術方案的范圍內。
【主權項】
1.一種制備聚苯乙烯微球的方法，其特征在于，包括以下步驟: 將分散劑和苯乙烯單體加入介質中，通入氮氣，攪拌； 所述介質選自乙二醇、甲醇和水； 加熱升溫，加入引發劑，在恒溫條件下持續攪拌，得到聚苯乙烯微球； 取另一容器加入3-氨丙基三乙氧基硅烷和溶劑，渦旋震蕩，加入制備的聚苯乙烯微球，通入氮氣，加熱于恒溫反應，得到氨基化聚苯乙烯微球； 分別使用乙醇和水清洗微球。2.如權利要求1所述的制備聚苯乙烯微球的方法，其特征在于，所述介質為甲醇和水。3.如權利要求1所述的制備聚苯乙烯微球的方法，其特征在于，所述引發劑為偶氮二異丁腈、過氧化乙酰和過氧化環己酮中的一種或幾種，優選為偶氮二異丁腈和過氧化環己酮重量比為4:1。4.如權利要求1所述的制備聚苯乙烯微球的方法，其特征在于，所述分散劑由聚乙烯基吡咯烷酮、烷基酚聚氧乙烯醚-10和聚乙二醇組成。5.如權利要求1所述的制備聚苯乙烯微球的方法，其特征在于，所述苯乙烯單體、分散劑、引發劑和介質的重量百分比依次為33-34%的苯乙烯單體，0.2-0.25%的分散劑，0.035%-0.045的引發劑，余量為介質； 優選為34%的苯乙烯單體，0.25%的分散劑，0.04%的引發劑，余量為介質。6.如權利要求1所述的制備聚苯乙烯微球的方法，其特征在于，所述溶劑由硝基苯和二氯甲烷組成，硝基苯和二氯甲烷的體積比為1:7。7.如權利要求1所述的表面氨基化聚苯乙烯微球的制備方法，其特征在于，所述加入制備的聚苯乙烯微球的量計為0.4-0.6g/ml 3-氨丙基三乙氧基硅烷。8.如權利要求1所述的制備聚苯乙烯微球的方法，其特征在于，所述攪拌的速度為150?180轉/分鐘。
【專利摘要】本發明公開了一種制備聚苯乙烯微球的方法。包括以下步驟：（1）將分散劑和苯乙烯單體加入介質中，通入氮氣，攪拌；（2）加熱升溫，加入引發劑，在恒溫條件下持續攪拌；（3）取另一容器加入3-氨丙基三乙氧基硅烷和溶劑，渦旋震蕩，加入制備的聚苯乙烯微球，通入氮氣，加熱于恒溫反應；（4）分別使用乙醇和水清洗微球。由本發明制得的微球粒徑均勻，能夠滿足基因測序的需要。
【IPC分類】C08F2/16, C12Q1/68, C08F8/32, C08F112/08
【公開號】CN105085752
【申請號】CN201510521755
【發明人】蔡亦梅, 高靜, 徐瀟, 吳超, 張睿, 王者馥, 王緒敏, 殷金龍, 任魯風
【申請人】北京中科紫鑫科技有限責任公司
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年8月24日