PL161588B1 - Sposób otrzymywania mikrosfer polistyrenowych o wąskim rozrzucie wielkości cząstek - Google Patents

Abstract

1. S p o só b o trz y m y w a n ia m ik ro s fe r p o lis ty re n o w y c h o w ą s k im ro z rz u c ie w ie lk o ś c i cząstek na d ro d z e p o lim e ry z a c ji e m u ls y jn e j s ty re n u w o b e c e m u lg a to ra i in ic ja to ra p o lim e ry z a c ji, znam ie n n y ty m , że p ro ce s p ro w a d z i się w k o p o lim e ry z a c ji s tyre n u z b e z w o d n ik ie m m a le in o w y m w z ię ty m w ilo ś c i 0 ,1 -1 % w a g o w y c h w s to s u n k u d o s ty re n u o ra z w o b e cności n a d s ia rc z a n u p o ta s u ja k o in ic ja to ra i n ie jo n o w e g o e m u lg a to ra , k tó r y m są o k s y e ty le n o w a n e p o lip ro p y le n o g lik o le o m asie c zą ste czko w e j 6-11 X 103 i s to p n iu o k s y e ty le n o w a n ia 6 0 -8 0 % lu b a lk o h o l c e ty lo w y o k s y e ty le n o w a n y d w u d z ie s to m a m o la m i tle n k u e ty le n u , p rz y czym stężenie in ic ja to ra i e m u lg a ­ to ra w y n o s i 0 ,1 -1 ,0 % w s to s u n k u d o s ty re n u .

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania mikrosfer polistyrenowych, tj. emulsji polistyrenu w wodzie o wąskim rozrzucie wielkości cząstek, które znajdują zastosowanie do wytwarzania preparatów diagnostycznych do badań immunologicznych.

Efektywne zastosowanie polimerycznych mikrosfer jako nośników mikrosferoidalnych w preparatach diagnostycznych wymaga zachowania ściśle określonych warunków. Przede wszystkim cząstki te powinny charakteryzować się wielkością ziarna w zakresie 0,5-1 //m, odpowiednio dla danego obszaru zastosowań jednorodnością (monodyspensyjnością), dużą trwałością podczas przechowywania, a także wykazywać odporność na działanie elektrolitów w określonym obszarze pH oraz oddziaływań ładunków elektrycznych środowiska na granicy faz. Cząstki te powinny posiadać również odpowiednio uformowaną powierzchnię w celu ułatwienia sorpcji białek stosowanych w preparatach diagnostycznych.

Znane są sposoby otrzymywania hydrofobowych lateksów polistyrenowych o małym rozrzucie wielkości cząstek, średnice których zawarte są w przedziale 0,5-1,3 //m. W procesie polimeryzacji emulsyjnej styrenu prowadzącej do otrzymywania lateksu jako emulgatory stosowane są: m°r°alkiloftalary, ester glikolu etylenowego z kwasem maleinowym i benzoesowym, estry alkanolu i kwasu dwu-p-toluilo-karbinolo-orto-fenyleno karboksylowego, wzięte w ilości 0,1-1% wagowych w stosunku do styrenu. Jako inicjator polimeryzacji stosuje się zwykle nadsiarczan potasu w ilości 1% wagowego w odniesieniu do monomeru. Otrzymana w ten sposób dyspersja polistyrenowa zawiera mikrosfery o powierzchni hydrofobowej, co pozwala na sorpcję białka.

Znane są sposoby otrzymywania mikrosfer polimerowych na drodze jonowej lub rodnikowej polimeryzacji akroleiny, w tym przypadku na powierzchni cząsteczki polimeru znajdują się grupy aldehydowe, które mogą kowalencyjnie wiązać się z różnego rodzaju białkami. Wadą tych polimerycznych dyspersji jest mała odporność mechaniczna i niewielka trwałość cząstek w środowisku wodnym, co utrudnia immobilizację białek na powierzchni tych cząstek, a także może prowadzić do niepożądanych zmian substancji białkowej, a w konsekwencji utratę zdolności diagnostycznych.

Znane są także sposoby otrzymywania polimerowych mikrosfer zawierających na powierzchni grupy funkcyjne metodą kopolimeryzacji emulsyjnej styrenu z monomerami akrylowymi. Otrzymane cząsteczki polimeru są jednak zbyt małe, co ogranicza zakres ich zastosowań.

Celem wynalazku było otrzymanie mikrosfer polimerowych o wielkości ziarna 0,6-0,8pm o powierzchni nieporowatej i zawierające funkcyjne grupy zdolne do wiązania białek.

Nieoczekiwanie okazało się, że cel ten można osiągnąć jeżeli proces polimeryzacji styrenu metodą emulsyjną prowadzi się z dodatkiem bezwodnika maleinowego użytego w ilości 0,1-1% wagowych w stosunku do styrenu. Kopolimeryzację komonomerów prowadzi się w obecności nadsiarczanu potasu jako inicjatora oraz °ksyetyler°wych niejonowych emulgatorów. Jako emul161 588 3 gator stosuje się: oksyetylenowane polipropylenoglikole o masie cząsteczkowej 6-11 X 10³ i stopniu oksyetylenowania 60-80% lub alkohol cetylowy o stopniu zetylenowania 20 oksyetylenowany dwudziestoma molami tlenku etylenu.

Emulgator oraz inicjator stosuje się w ilości 0,1-1,0% wagowych w stosunku do styrenu. Proces kopolimeryzacji prowadzi się w podwyższonej temperaturze ok. 70°C z mieszaniem. Korzystnie jest, jeżeli emulgator i bezwodnik maleinowy uprzednio rozpuści się w styrenie.

Sposobem według wynalazku otrzymuje się jednorodne (monodyspersyjne) mikrosfery polimerowe, zawierające na powierzchni grupy funkcyjne, które umożliwiają zastosowanie ich jako nośników do wytwarzania preparatów diagnostycznych.

Przykład I. 10 ml odgazowanego styrenu, w którym uprzednio rozpuszczono 0,08 g oksyetylenowanego polipropylenoglikolu (pluronik F-68) oraz 0,07 g bezwodnika maleinowego wprowadzono do reaktora z mieszadłem. Natępnie dodano 30 ml wody i 0,1 g nadsiarczanu potasu. Mieszaninę ogrzewa się do 70°C i utrzymuje mieszając przez 12 godzin. Otrzymano produkt, w którym przereagowanie monomeru wynosiło 94%. Charakterystyka procesu oraz własności otrzymanych mikrosfer podano w tabeli.

Przykład II. Do reaktora z mieszadłem wprowadzono 10ml odgazowanego styrenu, w którym uprzednio rozpuszczono 0,04 g oksyetylenowanego polipropylenoglikolu i 0,007 g bezwodnika maleinowego. Dodano 30 ml wody oraz 0,1 g nadsiarczanu potasu. Proces prowadzono jak w przykładzie I, uzyskując wyniki podane w tabeli.

Przykład III. Do reaktora z mieszadłem wprowadzono 10ml odgazowanego styrenu, w którym rozpuszczono 0,07 g oksyetylenowanego alkoholu cetylowego i 0,07 g bezwodnika maleinowego, dodano 30 ml wody i 0,1 g nadsiarczanu potasu. Mieszaninę ogrzano do 70°C i utrzymywano mieszając przez 12 godzin.

Przykład IV. Do reaktora wprowadzono 10ml odgazowanego styrenu, w którym rozpuszczono 0,035 g oksyetylenowanego alkoholu cetylowego oraz 0,007 g bezwodnika maleinowego. Dodano 30 ml wody oraz 0,05 g nadsiarczanu potasu. Mieszaninę ogrzano do 70°C i utrzymywano mieszając przez 12 godzin. W tabeli 1 podano właściwości otrzymanych mikrosfer według wynalazku oraz porównawczo mikrosfer bez dodatku bezwodnika maleinowego.

Przykład V. Do reaktora wprowadzono 10ml odgazowanego styrenu, w którym rozpuszczono 0,1 g oksyetylenowanego polipropylenoglikolu i 0,07 g bezwodnika maleinowego. Dodano 30 ml wody i 0,01 g nadsiarczanu potasu. Mieszaninę ogrzano do 70°C i utrzymywano mieszając przez 12 godzin. W tabeli 1 podano właściwości otrzymywanych mikrosfer według wynalazku oraz porównawczo mikrosfer bez dodatku bezwodnika maleinowego.

Tabela

Właściwości mikrosfer polisytrenowych w odniesieniu do zastosowań w badaniach diagnostycznych

Nr przykładu	Konwersja monomerów %	średnica mikrosfer pm	Polidyspersyjność	Przydatność mikrosfer w reakcjach immunochemicznych
I	94	0,7	1,007	+
II	94	0,6	1,008	+
III	93	0,6	1,007	+
IV	93	0,7	1,008	+
IV (bez BM)	93	0,2	2,01	-
V	94	0,67	1,008	+
V (bez BM)	93	0.2	2,008	-

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 90 egz.

Cena 10 000 zl

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. S^posób otrzymywania mikrosfer polistyrenowych o wąskim rozrzucie wielkości czą^stek ^na drodze ^imeryzacp emukyjnej styrenu wobec emulatora ⁱ inicjatora p^inwryzacji, ^znamienny t^ym, że ^proces ^prowa^dzi s^ię w k^ohmeryzacji styrenu z ^bezwodni^ki^{em ma}lei^nowy^{m wzi}ęty^{m w} ilości 0,1-1% wagow^yc^h w stosun^ku ^do styrenu oraz w obecności ^nadsi^arczanu p°tas^{u j}ak^o inicjatora ⁱ niejonowe^go emulatora, ^którym są o^ksy^etyl^enowan^e p^ipropylermgbkok ^{o masie} cz^ąsteczkowej 6-Π X ¹0^{3 i} sto^pniu o^ks^yet^ylenowania 60-80% ^lub altohd ^cetyl^owy ^oksyety^lenowan^{y d}wu^dziestoma moUmi tlen^ku etytem, ^przy ^czy^{m s}tę^żeni^e iⁿic^jator^{a i e}mu^lgatora ^wynosi 0,1-1,0% w stosunku do styrenu.
2. 2. SpostSb wedlu^g zastrz. 1, znam^my tym, ^że tezwodnik ^malei^nowy ^{i e}mulg^at^or ^up^rzedni^o rozpuszcza się w styrenie.