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磁性微球的制備
發布時間:2013/1/9 9:39:01 瀏覽次數:6483次 來源:英諾生物


 

磁性微球的制備



        目前,磁性微球制備的研究主要圍繞在如何制備出具有高磁響應性和超順磁性,高比表面積,粒徑單分散并分散較窄的磁性微球。

        磁性微球制備方法主要有:包埋法、單體聚合法、共沉淀法和滲透一沉積法。

1. 包埋法

        包埋法是指將磁性顆粒分散于高分子溶液中,通過霧化、絮凝、沉積、蒸發等手段,使高分子包裹在磁性顆粒周圍,并利用交聯劑對高分子進行交聯,形成具有磁核的高分子微球。常用的高分子材料有:聚乙烯亞胺(PEI)、多糖(纖維素、瓊脂糖、葡聚糖、殼聚糖等)、聚乙烯醇、蛋白質及其它高分子等。

        一般情況下,包埋法得到的磁性微球其磁核與殼層的結合主要通過范德華力(包括氫鍵)、金屬與高分子鏈的螯合作用以及磁核表面功能基與高分子殼層功能基之間形成的共價鍵。利用包埋法制備磁性微球,方法簡單,但得到的磁球粒徑不易控制且分布較寬、殼層中往往夾雜諸如乳化劑之類的雜質,用于免疫檢測、細胞分離等領域會受到一定限制。

 

2. 單體聚合法

        單體聚合法指在活性單體、磁性微粒以及引發劑、穩定劑等共存的條件下,引發聚合反應而形成核一殼式磁性高分子磁球的一類方法。常用單體包括苯乙烯、丙烯酸以及各自的衍生物等,采用的聚合方法有懸浮聚合、分散聚合。乳液聚合(包括無皂乳液聚合和種子聚合)等。

        單體聚合法成功的關鍵在于確保單體的聚合反應在磁性顆粒表面順利進行。一般而言,磁性顆粒的親水性較強,因此在使用親水性單體進行聚合時,反應較為易于進行;對于大部分油性單體如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等,則需要對磁性顆粒進行表面活化,或改進懸浮聚合的有機相組成,以便于單體接近顆粒表面,確保聚合反應的順利進行。

        用這種方法得到的載體粒徑較大,固載量小,但有利于保持酶的活性,而且磁響應性也較強。由于磁性粒子是親水性的,所以親水性單體(如多糖類化合物)容易在磁性微粒表面進行聚合, 而對于油性單體(如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯
等),聚合反應難以在磁性微粒表面進行.因而需要對磁性微粒進行預處理或適當改變聚臺體系的有機相組成。

3. 共沉淀法

        共沉淀法是指二價與三價鐵離子在堿性條件下沉淀生成Fe3O4或利用氧化一還原反應生成Fe3O4的同時利用高分子材料(例如聚乙二醇、葡聚糖等)作分散劑,從而得到外包有高分子的磁性微球。

        共沉淀法得到的磁性微球通常粒徑較小(幾nm到幾百個nm),因而具有較大的比表面積和固載量,但其磁響應性較弱.操作時需要較強的外加磁場。

4. 滲透一沉積法

        該方法首先制得單分散的致密或多孔高分子微球,此微球根據不同的需要含有可與鐵鹽形成配位鍵或離子鍵的基團(如各種含N基團、環氧基、-SO3、-OH、-COOH等)。隨后可根據高分子微球所具有的不同功能基以不同的方法來制備磁性高分子微球。如含-NH2、-NH-、-COOH等基團,可直接加入合適比例的二價和三價鐵鹽溶液,使高分子微球在鐵鹽溶液中溶脹、滲透,升高pH值,可得到鐵的氫氧化物,最后升溫至適當的溫度,即可得到含有Fe3O4微粒的磁性高分子微球。如含有-NO2、-ONO2等氧化性基團或-NH-NH2等還原性基團,可分別只加入二價鐵鹽或三價鐵鹽,控制適當的pH值和溫度j即可得到含有Fe3O4微粒的磁性高分子微球。該方法和上述方法比較而言,具有以下幾個優勢:

(1)因在磁化過程中,單分散高分子微球的粒徑和粒徑分布不變,因此最終所得的磁性高分子微球具有良好的單分散性;
(2)具有超順磁性的無機微粒均勻地分散在整個高分子微球中,且每個微球含有相同濃度的磁性微粒,從而保證所有磁性微球在磁場下具有一致的磁響應性;
(3)可以制備各種粒徑的致密或多孔磁性高分子微球(最佳為0.50μm-20μm),且可制備磁含量太于30%的高磁含量微球。


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