Способ получения полиакролеиновых латексов Советский патент 1990 года по МПК C08F116/34 C08F2/22 C08F2/44 

Изобретение относится к области химии и технологии высокомолекулярных соединений, конкретно к усовершенствованному способу получения поли- акролеиновых латексов, которые могут найти применение в медицине и в биотехнологии в качестве носителей биологически активных веществ и иммуно- химических реагентов для диагностики заболеваний.

Цель изобретения - повышение химической стабильности латексов и уменьшение физической адсорбции на них белков, а также получение окрашенных латексов.

При использовании в качестве кмму- нохимических реагентов (ИХР) латексы должны обладать следующими свойствами: низким уровнем неспецифического связывания с белками и другими ли- гандами, быть химически стабильными, иметь узкое распределение частиц по размерам и иметь функциональные группы, удобные для связывания с белками.

Одним из традиционных методов имму- ноанализа с использованием латексов является реакция латексной агглютинации (ЛА). Однако при визуальном наблюдении агглютинации затруднительно определить переход от положительной реакции к отрицательной из-за недостаточно контрастной картины агглютинации, создаваемой обычными ла- тексами, имеющими бельм цвет. Для улучшения контрастности картины ЛА

О1

оэ

ел

00

О1

предлагается использовать окрашенные иммунолатексы, которые дают возможность более четко тестировать реакцию. Среди латексов,, используемых в качестве HXPS наиболее перспектив- ным являются полиакролеиновые (ПА) ла тексы, несущие па поверхности дастиц альдегидные группы,, которые легко образуют ковалентную спязь с первич- ными аминогруппами белков.

Пример 1. В термостатированную «олбу, снабженную механической мешалкой и вводом для инертного газаэ вводят 1 г свежеперегнгчного акролеи™ на, 26,8 мл дистиллированной воды л при перемешивании добавляют 092 н, годный раствор КОН до рН 10,5, Смесь еремешив,.ют при комнатной температуре,, пока рН смеси не понизится до 8,0„ Далее полученную суспензию продувают слабым током аргона в течение 10 мин, нагревают до 40°С, добавляют 2 мл 2%-ного водного- рг.створа персульфата калия и дополнительно перемеши- вагат 2,5 ч при 40°С в атмосфере аргона. Получают ПА латекс со средним диаметром частиц 0,5 мкм. Выход полимера 76%, содержание альдегидных групп 2,66 ммоль (3,5 ммолъ/г латек-

.

са) .

Пример 2. Процесс проводят как в примере 1э но после снижения рН смеси до 7Э8 полученную суспензию нагревают до 70° С f добавляют 0«,03 г динитрила азобисизомасляной кислоты в 1 мл этанола и перемелмвают 2 ч при 60°Со Получают ПА латекс со средним диаметром частиц 0,45 мкм Выход полимера 78%, Содержание альдегидных групп 2,7 ммоль(3,45 ммоль/г

Пример 3« Процесс проводят как в примере 1s но после снижения рН смеси до 7,5 суспензию нагревают до 90°С, добавляют 0,06 г пероксида бензоила в 1 мл этанола к перемешивают при 90 С 3 ч о Получают ПА латекс со средним диаметром частиц 0,6 мкм. Выход полимера 73%, содержание альдегидных групп 2,48 ммоль (3,4 ммоль/ латекса)„

Пример 4. Процесс проводят как в примере 1, но в исходный раст- ,вор акролеина перед полимеризацией вводят 2 мл 0,,01% -ного водного раст- вора нейтрального красного (0,02% от массы мономера), Получают окрашенный в красный цвет т-атекс со средним диаметром частиц 0,95 мкм

0 5 п

Ј

, /,

5

0

Пример 5. Процесс проводят как в примере 1, но в растворе акролеина перед полимеризацией вводят 2 мл 0,06%-ного водного раствора малахитового зеленого (0,12% от массы мономера)„ Получают окрашенный в зеленый цвет латекс со средним диаметром частиц 1,2 мкм.

Пример 6„ Процесс проводят как в примере 1, но в исходный раствор акролеина перед полимеризацией добавляют 2 мл 0,75%-ного раствора акридинового оранжевого (1,5% от массы мономера)„ Получают окрашенный в желтый цвет латекс со средним диаметром частиц 1,4 мкм.

Пример 7. В термостатируемый реактор на 10 л, снабженный мешалкой, вводом для инертного газа, вводят 400 мл акролеина, 8,5 л дистиллированной воды и 1,1 г красителя нейт-- рального красного. К полученной смеси добавляют при перемешивании 660 мл 0S2 н. раствора КОН до установления рН 11,0 и продолжают перемешивание при комнатной температуре, пока рН смеси не понизится до 7,9, Затем полученную суспензию продувают слабым током аргона 15 мин,, нагревают до 50°С и добавляют 100 мл водного раствора персульфата калия. Смесь выдерживают при 50°С 2,5 ч и получают окрашенный в красный цвет ПА латекс со педним диаметром час- тчц 1,45 мкм. Выход полимеоа 75%., содержание альдегидных групп 472,10 ммоль (2,8 кмоль/г),.

Пример 8 (известный), В 2- горлую колбу, снабженную механической мешалкой, помещают 1,2 мл (1 г) акролеина, 26,8 мл дистиллированной воды и 0,15 г эмульгатора ПГА г NaHSOj и по каплям при перемешивании добавляют 2 мл 0,2 н. водного раствора КОН, Смесь перемешивают при 22 С в течение 2,5 ч. Получают латекс со средним диаметром частиц 0,55 мкм,

Пример 9. Определение связывания бычьего сывороточного альбумина (БСА) с ПА латексами. ПА латексы, получанные по примерам 1--8, промывают дистиллированной водой с помощью центрифугирования четыре раза и суспендируют в фосфатном солевом буфере М с рН 7,2 (ФСБ) до концентрации,. 2 мл латексной суспензии смешивают с равным объемом раствора БСА в ФСБ и выдерживают 195 ч при

комнатной температуре и слабом перемешивании. Далее латекс центрифугируют и определяют количество БСА в надосадочной жидкости по методу Лоу- ри. По разнице в количестве добавлен ного в исходную суспензию и оставшегося в надосадочной жидкости БСА рассчитывают количество связавшегося с латексом белка.

Определение физической адсорбции БСА на ПА латексах. Полученные по примерам 1-8 ПА латексы промывают как описано и инкубируют с 1%-ным раствором глицина в ФСБ в течение 2,5 ч при комнатной температуре для блокирования альдегидных групп ПА латексов. Затем образцы отмывают от избытка глицерина центрифугированием проводят инкубацию с БСА и определение связавшегося белка как описано Степень физической адсорбции белка определяют как процентное соотношение количества БСА, связавшегося с ПА латексами, обработанными глицином и количества БСА5 связавшегося с ПА латексами, не обработанными глицином.

Пример 10. Определение химической стабильности ПА латексов.

Химическую стабильность латексов определяют по изменению, оптической пхютности их супериатантов при 320 нм во времени (через 1 день, 1 неделю и 1 месяц хранения латексов) .которая указывает, вымываются

0

5

ли из полимерной матрицы низкомолеку.- лярные компоненты, максимум поглощения которых находится в области 320 нм. В случае роста во времени величины оптической плотности латекс является химически малостабильным. Если величина оптической плотности не изменяется во времени, латекс является химически стабильным.

Данные по изменению оптической плотности супирнатантов полученных ПА латексов представлены в таблице.

Формула изобретения

1.Способ получения полиакролеиновых латексов путем полимеризации акролеина в водно-щелочной среде дс

0 достижения рН 7,5-8,0, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью повышения химической стабильности латексов и уменьшения физической адсорбции на них белков, полученный продукт

5 подвергают дальнейшей радикальной полимеризации в присутствии 3-6% от массы акролеина радикальных инициаторов в течение 2-3 ч.

2,Способ поп.1, отличаю- 0 Щ и и с я тем, что, с целью получения окрашенных латексов, процесс полимеризации акролеина в водно-щелочной среде осуществляют в присутствии 0,02-1,5% от массы акролеина водорастворимого органического краен-i теля.

Изобретение относится к химии высокомолекулярных соединений. Данный способ позволяет повысить химическую стабильность латексных частиц и снизить степень их неспецифического связывания с белками, что дает возможность использовать такие латексы в качестве перспективных носителей биологических макромолекул. Способ осуществляется путем полимеризации акролеина в водно-щелочной среде в присутствии термораспадающихся радикальных инициаторов, взятых в количестве 3 - 6% от массы мономера, и проведением процесса сначала при 5 - 35°С в течение 1,5 - 2,5 ч, а затем при 40 - 90°С в течение 2 - 3 ч. При проведении полимеризации в присутствии водорастворимых органических красителей можно получать окрашенные латексные частицы.

0,11 0,10 0,16

0,12 0,15 0,13 0,12 1,40,