专利名称：一种磁性免疫吸附纤维及其制备方法
技术领域：
本发明属于功能材料领域，特别是一种免疫吸附柱及其制备方法。
背景技术：
体外免疫吸附治疗是血液净化疗法的重要组成部分，其原理是将单一提 纯特异性抗体(或抗原)牢固地结合在一个固定的载体上构建成吸附装置(该 装置有被称为免疫吸附柱)，再将其与血管连通，使血液在规定的时间内通过 此装置，并充分地与吸附柱上的抗体(或抗原)相接触，最终将血液内有害 的相应抗原(或抗体)彻底清除出去。在生物体系中，存在着许多类型的专
一性相互作用，如抗原-抗体、酶(受体-底物、互补DNA链等，将产生互补作 用的一方(如抗原)固定在载体上，可专一性地吸附另一方(如抗体)，专 一性免疫吸附剂的研究成为血液净化材料领域的研究热点。由于免疫吸附柱 对致病物质具有吸附速度快、特异性强、治疗效果好、副作用小等优点，使 其成为血液净化临床治疗的首选。
免疫吸附剂载体的物质有琼脂糖凝胶、葡聚糖、二氧化硅凝胶、树脂等， 这些吸附剂存在着流速慢、吸附效率低、吸附容量少等缺点。目前以硅胶和 琼脂糖凝胶为基质的免疫吸附剂能够满足医学治疗的需要，但同时也有一定
的缺点(l)硅胶的强度较好，但可耐受pH范围较窄；(2)琼脂糖凝胶的血液
相容性好，但强度较差；(3)两种填料的形状都为均匀的珠状微粒，这种形状 的填料能使柱子在装填过程中保持均匀，但也使柱压增大，在免疫吸附治疗 中很难达到高的流速；(4)珠状微粒的装填松动或过分紧密，操作时易形成沟 槽或沉降，其本身不能起支架作用，因而吸附效率低、难以重复利用。膜材 料因其良好的通透性、较高的强度及良好的传质性能而深受研究者的青睐。 吸附膜具有良好的吸附性能和再生性能，良好的流动特性和抗压能力，同时 非特异吸附小。但以膜材料制作吸附柱很难提高其吸附容量，实际应用的意 义不大。而纤维状的吸附剂可以摒弃颗粒状吸附剂和膜材料的缺点，可具有 较高的流速、较好的吸附容量和稳定性。纤维作为吸附材料，具有以下优点 (1)吸附性能好。具有大的比表面积(1000 3000m7g)和丰富的微孔，微 孔的体积占总体积的90%以上，比一般的颗粒状吸附剂如聚苯乙烯微球、活性碳等具有更大表面积和孔容积；(2)其微孔都在外表面上，所以纤维的吸附 /脱附速度快；(3)氧化还原性能强；(4)对微生物具有良好的负载能力。 临床上急需一种新型吸附柱，以达到成本低，易冲洗，可反复使用的要求。
发明内容
本发明提出了一种磁性涂层免疫吸附纤维，以纤维为负载材料，将磁性 物质涂覆到纤维上，用于制作免疫吸附柱，大大提高了吸附效果，这种免疫 吸附柱成本低，易冲洗，可反复使用。
本发明适用于用磁性溶胶涂覆到纤维上，涂层磁性纤维用于制作免疫吸 附柱，其中磁性物质在纤维上的涂层量为总重量的0. 1 20%。
所述的磁性溶胶为铁、氧化亚铁、四氧化三铁和氧化铁的一种，或它们 的复合物。其中铁与氧化亚铁的摩尔比由0.01 10连续可调；铁与四氧化三 铁的摩尔比由O. 02 l连续可调；氧化亚铁与四氧化三铁的摩尔比O. 05 2连 续可调，四氧化三铁和氧化铁的摩尔比为0.5 5连续可调。
所述的纤维为陶瓷纤维包括碳纤维、活性碳纤维和玻璃纤维；有机纤维 包括芳纶纤维、棉纤维或聚酯纤维。
本发明为达到上述目的采用的技术方案为-
首先制备单分散性溶胶体系，其制备方法没有特异性。纤维经过脱胶热 处理后，获得清洁表面的纤维。将上述纤维在单分散性溶胶体系中进行浸丝， 然后进入烧结炉无机化处理，获得磁性涂层纤维。所得磁性涂层纤维经过偶 联池偶联，再经过干燥炉即可获得磁性免疫吸附纤维。
具体的参数如下 l.单分散性溶胶的制备
室温下，将FeCls、 Fe(N03)3或有机铁和FeCl2完全溶解于去离子水中，配 制成25 250g/L的溶液，Fe27Fe3+物质量之比为0.01 10，充分混合，在搅拌 条件下向所得混合溶液中加入氨水、氢氧化钠或碳酸钠等，调节混合溶液的 pH值为5 12，并在20 50。C下陈化l 5h后，再在50 100。C晶化O. 5 10h， 得到沉淀，所得沉淀洗涤过滤。同时配制0.05 0.5mol/L盐酸、草酸、醋酸 或油酸溶液，并按比例加入0.0025mol/L聚乙二醇l 50ml，得到胶溶溶液。 在超声条件下将上述获得的沉淀加入到胶溶溶液中，即可获得单分散性溶胶， 溶胶体系中固含量为1 25g/L 。2. 磁性涂层纤维的制备
纤维在氮气或惰性气体保护下300 90(TC烧结1 20min脱胶，然后在超 声条件下水溶液体系中进行浸洗，再在60 18(TC下烘干，所得洁净纤维放入 在超声状态下的单分散性溶胶中浸丝，浸丝时间1 10min。再进入无机化炉 在80 80(TC热处理1 10min后，进入还原炉进行还原，还原气氛为N2: H2 的体积比为O. 1 10,还原温度在50 35(TC下处理2 20min，获得具有磁性 涂层的纤维。可根据还原气氛N2:H2的体积比调节纤维上磁性物质的磁性参数。
3. 磁性涂层纤维的偶联
将上述磁性涂层纤维在偶联池中进行偶联后，偶联方法和偶联剂的选择 不具特异性，经过干燥炉在50 20(TC干燥处理即可获得磁性免疫吸附纤维。
本发明适用于用磁性粒子涂层到纤维上，并进行偶联制备磁性涂层免疫 吸附纤维，其中磁性粒子在纤维上的涂层量为l 20wt%。所述的FeCl3、 Fe(N03)3或有机铁和FeCL等为分析纯试剂，氮气或惰性气体含量为99. 95%。
本发明与其它吸附剂相比有如下特点
(1) 亲水性
由于纤维孔隙率高，磁性涂层免疫吸附纤维表面含有纳米氧化物，很容 易吸附水，比表面积大，表面有大量羟基，具有强的亲水性，表现出良好的 血液相容性。
(2) 强度
以纤维作基材，具有较好的机械强度，耐压性好，是用作制备免疫吸附 柱的理想材料。对通常的吸附剂载体材料而言，高的含水量与好的机械强度 是不容易同时满足的。磁性涂层免疫吸附纤维具有较高的强度，同时又具有 很高的含水量，是一种极具应用价值的血液净化吸附剂载体。
(3) 化学反应功能(易活化) 磁性涂层纤维表面含有大量可反应的羟基，通过羟基的功能基化反应，
可以键连各种配基。通过高分子壳层包覆或表面修饰可引入羧基、氨基等或 接枝上功能化臂如戊二醛等。
(4) 制备方便。
纤维已经商品化，只需对其进行表面处理，工艺简单，成本较低。
(5) 吸附效率高。纤维表面微粒的粒径在100 200rim之间。具有表面磁性微粒的纤维与传统上使用的磁性微球相比，磁性纤维具有更大比表面积， 吸附效率更高。
图1为本发明工艺流程图2为制备的磁性涂层免疫吸附纤维的扫描电镜照片；
图3为制备的磁性涂层纤维的X衍射图。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步的详细说明。
具体实施例方式
实施例1
溶胶的配制将174gFeCh溶解于1L去离子水中得到铁的浓度为60g/L 的氯化铁溶液，按Fe2yFe3^1:1.75在氯化铁溶液加入78gFeCl2,充分搅拌使 FeCl2完全溶解，得到氯化铁和氯化亚铁的混合溶液，在搅拌的条件下再在滴 加氨水至pH值为7，并在3(TC下陈化1.5h后，再在60。C下晶化3h得到黑色 的Fe304沉淀，洗涤过滤后得到Fe304沉淀滤饼。取0.05mol/LHCllL，加入 0.0025mol/L聚乙二醇溶液50ml，得到盐酸胶溶溶液。在超声条件下将上述 Fe304沉淀滤饼加入到上述盐酸胶溶溶液中，充分分散即可获得单分散性Fe304 溶胶。
磁性免疫吸附纤维的制备活性碳纤维在氮气保护下80(TC烧结10min脱 胶，然后在超声条件下水溶液体系中进行浸洗，再在12(TC下烘干，所得洁净 活性碳纤维在超声状态下放入上述Fe304溶胶中浸丝3min，将FeA负载到活 性碳纤维上，所得负载纤维进入无机化炉在35(TC下热处理10min，惰性气体 保护，烧成后即得磁性涂层碳纤维。所得磁性涂层碳纤维进入偶联池进行偶 联后，进入干燥炉在12(TC干燥3min，即可得到磁性免疫吸附纤维。
实施例2
溶胶的配制将227gFeCl2溶解于1L去离子水中得到铁的浓度为100g/L 的氯化亚铁溶液，在搅拌的条件下再在滴加氨水至pH值为7，并在3(TC下陈 化1. 5h后，再在4(TC下晶化1. 5h，洗涤过滤后得到滤饼。取0. 05mol/L油 酸1L，加入0.0025mol/L聚乙二醇溶液25ml，得到油酸胶溶溶液。在超声条 件下将上述滤饼加入到上述盐酸胶溶溶液中，充分分散即可获得单分散性溶 胶。磁性免疫吸附纤维的制备碳纤维在氮气保护下60(TC烧结8min脱胶， 然后在超声条件下水溶液体系中进行浸洗，再在15(TC下烘干，所得洁净碳纤 维在超声状态下放入上述单分散性溶胶中浸丝3min，将溶胶负载到碳纤维上， 所得负载纤维在惰性气体保护下进入无机化炉在120。C下热处理6min，再进 入还原炉进行还原，还原气氛为&和H2的体积比为5: l，在240'C下还原2min， 即得磁性涂层碳纤维。所得磁性涂层碳纤维进入偶联池进行偶联后，进入干 燥炉在12(TC干燥3min，即可得到磁性免疫吸附纤维。
表l常用的偶联方法和反应基团
偶联方法
载体上的反应基团 配体上的反应基团
重氮化法 高碘酸钠氧化法 溴化氰法 碳二亚胺法 混合酸酐法
活性酯法 琥珀酸酐法 -(羟甲基)羟胺法 二异氰酸酯法 亚胺酸酯法 戊二醛法 SPDP MBS
芳香胺，酚，吲哚， 咪唑
权利要求
1.一种磁性免疫吸附纤维，其特征在于用磁性溶胶涂覆到纤维上，磁性物质在纤维上的涂层量为总重量的0.1～20％，所述的磁性溶胶为铁、氧化亚铁、四氧化三铁和氧化铁的一种，或它们的复合物，其中铁与氧化亚铁的摩尔为0.01～10；铁与四氧化三铁的摩尔比为0.02～1，氧化亚铁与四氧化三铁的摩尔比为0.05～2，四氧化三铁和氧化铁的摩尔比为0.5～5。
2. 根据权利要求1所述的磁性免疫吸附纤维，其特征在于所述的纤维 为陶瓷纤维，是碳纤维、活性碳纤维、玻璃纤维中的一种，或者为有机纤维， 是芳纶纤维、棉纤维、聚酯纤维中的一种。
3. —种磁性免疫吸附纤维的制备方法，其特征在于包括以下步骤(1) 单分散性溶胶的制备将FeCls、 Fe(N03)3或有机铁和FeCl2完全溶解于去离子水中，配制成25 250g/L的溶液，Fe7Fe3+物质量之比为0.01 10，充分混合，在搅拌条件下向 所得混合溶液中加入氨水、氢氧化钠或碳酸钠，调节混合溶液的pH值为5 12， 并在20 50'C下陈化l 5h后，再在50 10(TC晶化0.5 10h，得到沉淀，将 沉淀洗涤、过滤，同时配制0.05 0.5mol/L盐酸、草酸、醋酸或油酸溶液， 并按比例加入0.0025mol/L聚乙二醇l 50ml，得到胶溶溶液，在超声条件下将上述获得的沉淀加入到胶溶溶液中，得单分散性溶胶，溶胶体系中固含量 为l 25g/L;(2) 磁性涂层纤维的制备纤维在氮气或惰性气体保护下300 90(TC烧结1 20min脱胶，然后在超 声条件下水溶液体系中进行浸洗，再在60 180'C下烘干，所得洁净纤维放入 在超声状态下单分散性溶胶中浸丝，浸丝时间1 10min，再进入无机化炉在 80 8(XTC热处理l 10min后，进入还原炉进行还原，还原气氛为N2: H2的体 积比为O. 1 10，还原温度在50 35(TC下处理2 20min，获得具有磁性涂层 的纤维；(3) 磁性涂层纤维的偶联 将上述磁性涂层纤维在偶联池中进行偶联后，经过干燥炉在50 20(TC下干燥处理即得磁性免疫吸附纤维。
全文摘要
一种磁性免疫吸附纤维及其制备方法，本发明将磁性溶胶涂层到纤维上，磁性物质在纤维上的涂层量为总重量的0.1～20％，所述的磁性溶胶为铁、氧化亚铁、四氧化三铁和氧化铁的一种，或它们的复合物，其中铁与氧化亚铁的摩尔为0.01～10；铁与四氧化三铁的摩尔比为0.02～1，氧化亚铁与四氧化三铁的摩尔比为0.05～2，四氧化三铁和氧化铁的摩尔比为0.5～5，并将磁性涂层纤维进行偶联剂偶联可获得磁性免疫吸附纤维。利用磁性微粒在免疫分析中高效、快速和非沾污的优点和纤维高比表面积特性得到良好的结合，大大提高了吸附效率，并可回收再生。
文档编号B01J20/26GK101288842SQ20081003149
公开日2008年10月22日 申请日期2008年6月16日 优先权日2008年6月16日
发明者张承辉, 杜作娟, 黄小忠, 黎炎图 申请人:中南大学;长沙中南升华科技发展有限公司