專利名稱：一種磁性免疫吸附纖維及其制備方法
技術領域：
本發明屬于功能材料領域，特別是一種免疫吸附柱及其制備方法。
背景技術：
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)牢固地結合在一個固定的載體上構建成吸附裝置(該 裝置有被稱為免疫吸附柱)，再將其與血管連通，使血液在規定的時間內通過 此裝置，并充分地與吸附柱上的抗體(或抗原)相接觸，最終將血液內有害 的相應抗原(或抗體)徹底清除出去。在生物體系中，存在著許多類型的專
一性相互作用，如抗原-抗體、酶(受體-底物、互補DNA鏈等，將產生互補作 用的一方(如抗原)固定在載體上，可專一性地吸附另一方(如抗體)，專 一性免疫吸附劑的研究成為血液凈化材料領域的研究熱點。由于免疫吸附柱 對致病物質具有吸附速度快、特異性強、治療效果好、副作用小等優點，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有瓊脂糖凝膠、葡聚糖、二氧化硅凝膠、樹脂等， 這些吸附劑存在著流速慢、吸附效率低、吸附容量少等缺點。目前以硅膠和 瓊脂糖凝膠為基質的免疫吸附劑能夠滿足醫學治療的需要，但同時也有一定
的缺點(l)硅膠的強度較好，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程中保持均勻，但也使柱壓增大，在免疫吸附治療 中很難達到高的流速；(4)珠狀微粒的裝填松動或過分緊密，操作時易形成溝 槽或沉降，其本身不能起支架作用，因而吸附效率低、難以重復利用。膜材 料因其良好的通透性、較高的強度及良好的傳質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，良好的流動特性和抗壓能力，同時 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，實際應用的意 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，可具有 較高的流速、較好的吸附容量和穩定性。纖維作為吸附材料，具有以下優點 (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；(4)對微生物具有良好的負載能力。 臨床上急需一種新型吸附柱，以達到成本低，易沖洗，可反復使用的要求。
發明內容
本發明提出了一種磁性涂層免疫吸附纖維，以纖維為負載材料，將磁性 物質涂覆到纖維上，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，可反復使用。
本發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 的復合物。其中鐵與氧化亞鐵的摩爾比由0.01 10連續可調；鐵與四氧化三 鐵的摩爾比由O. 02 l連續可調；氧化亞鐵與四氧化三鐵的摩爾比O. 05 2連 續可調，四氧化三鐵和氧化鐵的摩爾比為0.5 5連續可調。
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；有機纖維 包括芳綸纖維、棉纖維或聚酯纖維。
本發明為達到上述目的采用的技術方案為-
首先制備單分散性溶膠體系，其制備方法沒有特異性。纖維經過脫膠熱 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行浸絲， 然后進入燒結爐無機化處理，獲得磁性涂層纖維。所得磁性涂層纖維經過偶 聯池偶聯，再經過干燥爐即可獲得磁性免疫吸附纖維。
具體的參數如下 l.單分散性溶膠的制備
室溫下，將FeCls、 Fe(N03)3或有機鐵和FeCl2完全溶解于去離子水中，配 制成25 250g/L的溶液，Fe27Fe3+物質量之比為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，調節混合溶液的 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，所得沉淀洗滌過濾。同時配制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
纖維在氮氣或惰性氣體保護下300 90(TC燒結1 20min脫膠，然后在超 聲條件下水溶液體系中進行浸洗，再在60 18(TC下烘干，所得潔凈纖維放入 在超聲狀態下的單分散性溶膠中浸絲，浸絲時間1 10min。再進入無機化爐 在80 80(TC熱處理1 10min后，進入還原爐進行還原，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。可根據還原氣氛N2:H2的體積比調節纖維上磁性物質的磁性參數。
3. 磁性涂層纖維的偶聯
將上述磁性涂層纖維在偶聯池中進行偶聯后，偶聯方法和偶聯劑的選擇 不具特異性，經過干燥爐在50 20(TC干燥處理即可獲得磁性免疫吸附纖維。
本發明適用于用磁性粒子涂層到纖維上，并進行偶聯制備磁性涂層免疫 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或有機鐵和FeCL等為分析純試劑，氮氣或惰性氣體含量為99. 95%。
本發明與其它吸附劑相比有如下特點
(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，具有強的親水性，表現出良好的 血液相容性。
(2) 強度
以纖維作基材，具有較好的機械強度，耐壓性好，是用作制備免疫吸附 柱的理想材料。對通常的吸附劑載體材料而言，高的含水量與好的機械強度 是不容易同時滿足的。磁性涂層免疫吸附纖維具有較高的強度，同時又具有 很高的含水量，是一種極具應用價值的血液凈化吸附劑載體。
(3) 化學反應功能(易活化) 磁性涂層纖維表面含有大量可反應的羥基，通過羥基的功能基化反應，
可以鍵連各種配基。通過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。
纖維已經商品化，只需對其進行表面處理，工藝簡單，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。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步的詳細說明。
具體實施例方式
實施例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,充分攪拌使 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氣保護下80(TC燒結10min脫 膠，然后在超聲條件下水溶液體系中進行浸洗，再在12(TC下烘干，所得潔凈 活性碳纖維在超聲狀態下放入上述Fe304溶膠中浸絲3min，將FeA負載到活 性碳纖維上，所得負載纖維進入無機化爐在35(TC下熱處理10min，惰性氣體 保護，燒成后即得磁性涂層碳纖維。所得磁性涂層碳纖維進入偶聯池進行偶 聯后，進入干燥爐在12(TC干燥3min，即可得到磁性免疫吸附纖維。
實施例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氣保護下60(TC燒結8min脫膠， 然后在超聲條件下水溶液體系中進行浸洗，再在15(TC下烘干，所得潔凈碳纖 維在超聲狀態下放入上述單分散性溶膠中浸絲3min，將溶膠負載到碳纖維上， 所得負載纖維在惰性氣體保護下進入無機化爐在120。C下熱處理6min，再進 入還原爐進行還原，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入偶聯池進行偶聯后，進入干 燥爐在12(TC干燥3min，即可得到磁性免疫吸附纖維。
表l常用的偶聯方法和反應基團
偶聯方法
載體上的反應基團 配體上的反應基團
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. 根據權利要求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或有機鐵和FeCl2完全溶解于去離子水中，配制成25 250g/L的溶液，Fe7Fe3+物質量之比為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，調節混合溶液的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、過濾，同時配制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氣或惰性氣體保護下300 90(TC燒結1 20min脫膠，然后在超 聲條件下水溶液體系中進行浸洗，再在60 180'C下烘干，所得潔凈纖維放入 在超聲狀態下單分散性溶膠中浸絲，浸絲時間1 10min，再進入無機化爐在 80 8(XTC熱處理l 10min后，進入還原爐進行還原，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 將上述磁性涂層纖維在偶聯池中進行偶聯后，經過干燥爐在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，本發明將磁性溶膠涂層到纖維上，磁性物質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行偶聯劑偶聯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、快速和非沾污的優點和纖維高比表面積特性得到良好的結合，大大提高了吸附效率，并可回收再生。
文檔編號B01J20/26GK101288842SQ20081003149
公開日2008年10月22日 申請日期2008年6月16日 優先權日2008年6月16日
發明者張承輝, 杜作娟, 黃小忠, 黎炎圖 申請人:中南大學;長沙中南升華科技發展有限公司