磁性壳聚糖微球的制备及其应用_杨晋青

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壳聚糖磁性纳米粒子的制备及其在生物成像中的应用

壳聚糖磁性纳米粒子的制备及其在生物成像中的应用

壳聚糖磁性纳米粒子的制备及其在生物成像中的应用壳聚糖磁性纳米粒子(chitosan magnetic nanoparticles)是一种具有潜在生物医学应用的纳米材料。

本文将重点介绍壳聚糖磁性纳米粒子的制备方法以及其在生物成像中的应用。

一、壳聚糖磁性纳米粒子的制备方法1. 共沉淀法共沉淀法是一种简单有效的制备壳聚糖磁性纳米粒子的方法。

首先,将壳聚糖和铁盐(如FeCl3)在碱性条件下混合,通过自组装形成磁性纳米粒子。

然后,通过离心和洗涤操作,得到纯净的壳聚糖磁性纳米粒子。

2. 反相乳液法反相乳液法是一种常用的制备壳聚糖磁性纳米粒子的方法。

首先,将壳聚糖和磁性材料(如铁磁性氧化物)经过研磨处理,获得均匀分散的磁性粉末。

然后,在有机溶剂中将磁性粉末悬浮,并通过乳化剂的作用形成乳液。

最后,通过加热驱除有机溶剂,得到壳聚糖磁性纳米粒子。

3. 等离子体化学法等离子体化学法是一种制备壳聚糖磁性纳米粒子的新兴方法。

基于等离子体的高能量密度特点,可以通过等离子体化学反应在壳聚糖表面修饰磁性材料,形成壳聚糖磁性纳米粒子。

这种方法具有制备过程简单、操作灵活等优点。

二、壳聚糖磁性纳米粒子在生物成像中的应用1. 磁共振成像(MRI)壳聚糖磁性纳米粒子作为MRI的对比剂,具有良好的生物相容性和低毒性。

其高磁性使其在磁场中具有显著的磁敏感性,能够增强MRI的灰度对比度,提高图像的分辨率。

此外,壳聚糖磁性纳米粒子还可通过表面修饰功能性分子,如靶向配体或药物,实现对特定生物标志物的识别和定位。

2. 荧光成像壳聚糖磁性纳米粒子表面修饰可发光材料,如量子点或有机染料,可用于荧光成像。

这种修饰可以通过共轭化学方法、静电吸附或共沉淀等手段实现。

荧光成像技术对生物组织有较好的穿透能力,并且具有高空间分辨率和对比度,使其在生物成像中应用广泛。

3. 磁光双模成像壳聚糖磁性纳米粒子还可通过将磁性材料与荧光材料同时修饰在粒子表面,实现磁光双模成像。

磁性壳聚糖微球的制备及其对2_4_二氯苯酚的吸附

磁性壳聚糖微球的制备及其对2_4_二氯苯酚的吸附
Q ( C0 - Ce ) /C0 ; Q e ( C0 - Ce ) V /W
其中 , C0 为加入 DCP 的初始浓度 ( mg /mL ) ; Ce 为吸附后 DCP的浓度 ( mg /mL ) ; Q 为吸附率 ( % ) ; V 为溶液的体积 , mL; W 为磁性壳聚糖微球的质量 , g; Q e 为吸附量 , m g / g。
5 %的醋酸溶液稀释定容 ,储存过夜后离心除去沉淀
有大量自由氨基 , 能与双官能团的交联剂戊二醛上 的醛基反应形成 —C N ,交联包裹 Fe3 O4 纳米粒子 , 制得磁性壳聚糖微球 。图 1 为磁性壳聚糖微球的扫 描电镜图片 。制备的磁性壳聚糖微球呈球状 ,表面较 平滑 ,平均粒径不超过 5 μ m。
图 5 温度对 DCP 吸附的影响 称取 1 g 的磁性壳聚糖微球 , 加入 20 mL浓度为 1. 0 m g /mL的 DCP溶液 ,分别在不同温度下振荡 2 h 后 ,磁分离 ,测其在 283 nm处吸光值 , 计算吸附率结 果如图 5。温度对 DCP 的吸附影响很小 。在 15 ~ 40 ℃ 范围内 ,对 DCP的吸附率均在 75%以上 。 2. 6 DCP 浓度对 DCP 吸附的影响
图 1 磁性壳聚糖微球的扫描电镜 2. 2 产物的红外光谱表征 图 2 为磁性壳聚糖纳米微球的红外光谱图 ,其中 - 1 3 410 cm 处 是 —OH 和 —NH2 的 伸 缩 振 动 峰 ,
2 930 cm 处是 —CH2 的伸缩振动峰 , 1 650 cm 处
- 1 - 1
准确配制 1 mg /mL 的 DCP 溶液 , 稀释成一系列 浓度的标准溶液 , 以蒸馏水为参比测定其在 283 nm 处吸光度 。以浓度为横坐标 ,吸光值为纵坐标绘制标 准曲线 。

壳聚糖纳米微球的制备及其在药物输送中的应用研究

壳聚糖纳米微球的制备及其在药物输送中的应用研究

壳聚糖纳米微球的制备及其在药物输送中的应用研究引言壳聚糖纳米微球是一种重要的纳米材料,具有广泛的应用潜力。

本文将讨论壳聚糖纳米微球的制备方法及其在药物输送领域的应用研究。

一、壳聚糖纳米微球的制备方法1. 电沉积法电沉积法是一种常用的壳聚糖纳米微球制备方法。

它通过电化学方法在电极表面沉积壳聚糖材料,形成纳米级的球状微粒。

此方法具有简单、可控性强、成本低等特点。

2. 水相反应法水相反应法是制备壳聚糖纳米微球的另一种常用方法。

该方法通过水相反应使含有壳聚糖和交联剂的溶液在适当的pH值和温度下发生交联反应,形成纳米级的壳聚糖微球。

3. 反相沉淀法反相沉淀法是一种制备单分散壳聚糖纳米微球的有效方法。

在此方法中,壳聚糖和乙酸乙酯等有机溶剂通过超声处理形成乳化液,然后将其引入水相中,壳聚糖微球通过反相沉淀形成。

二、壳聚糖纳米微球在药物输送中的应用研究1. 利用壳聚糖纳米微球的载药性能壳聚糖纳米微球可以通过静电相互作用或共价结合等方法将药物载入微球内部。

其稳定性和生物相容性使其成为一种理想的药物载体。

通过调节壳聚糖微球的大小和表面性质,可以改变药物的释放速度和释放方式,实现药物的缓释和靶向输送。

2. 利用壳聚糖纳米微球的靶向性壳聚糖纳米微球可以通过改变其表面性质来实现靶向输送。

例如,通过修饰壳聚糖微球表面的靶向分子,可以实现对特定细胞或组织的精确靶向输送。

这种靶向性可以提高药物的局部治疗效果,降低副作用。

3. 利用壳聚糖纳米微球的响应性壳聚糖纳米微球可以通过调整其结构和组成来实现对外界刺激的敏感性。

例如,通过改变壳聚糖微球的pH响应性,可以实现在特定pH环境下的药物释放。

这种响应性能使得壳聚糖纳米微球在肿瘤治疗等需要对外界刺激做出响应的场景中具有潜在应用价值。

结论壳聚糖纳米微球作为一种重要的纳米材料,在药物输送中具有广泛的应用潜力。

其制备方法包括电沉积法、水相反应法和反相沉淀法等。

壳聚糖纳米微球可通过载药性能、靶向性和响应性等特点,实现药物的缓释、靶向输送和对外界刺激的响应。

磁性壳聚糖微球的制备及其应用

磁性壳聚糖微球的制备及其应用

新 型 的高分子微 球材 料 因其具有 很 多优 良特 性 为
而被广 为应用 。如 粒径 小 、表 面积大 、 吸附性 强 ,可 通过 共聚 、表 面改I 眭赋予其 多种功 能性基 团( O 如- H、

壳 聚糖微 球有 关领 域 的研 究进 展情 况 ,并展望其发展
的前 景 。
Hale Waihona Puke C O C O H、 HO、- H2 S 等) N 、.H ,进而可 结合各种物
于 高分子 溶液 中 ,通 过雾 化 、絮 凝 、沉 积 、蒸发等 过
稳定性及 机械 强度 ,而且 使其 易与介 质分 离 ,利 于广 泛 应用于医学 、食品、化工等领 域[。本文通过对 磁性 壳 聚糖微球 的制 各方 法和性 能表 征方法 及其在 生物 医 药 ,食 品工程和废水 处理方面应用 的综述 ,介 绍磁性
质分散 ,再在适 当的温 度 ,p H和搅 拌条件下 逐滴加入
含 有乳 化剂 的水 相 中,产生 乳液 ,在常 压下 自由挥发 或 用真 空抽提 使溶 剂挥发 ,通 过洗 涤 、过 滤和干燥 等
过程即可制得磁性壳聚糖微球 ] 加。
1 包埋 法 . 2
1 . 磁性高分子微 球 的制备 .1 2 运 用机 械搅 拌 、超声 分散等 方法将 磁性 粒子分 散
d v lp n. e e o me t
Ke r s ma ei hts cop ee; df a o ; dcn ;o de gn eig watwa rra e t ywo d : g t c i a mirs h rsmo ic t n me ie fo n ie r ; s n c on i i i n e t et n e t m
1 磁 性壳聚糖 微球 的制 备及表征

磁性壳聚糖微球的制备及对Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

磁性壳聚糖微球的制备及对Cr(Ⅵ)的吸附性能研究
第 3 5卷 第 4期 21 0 0年 z o e ity a g h u Ch m sr
Vo 3 NO 4 l 5 De l c 2O O
文 章 编 号 : 10 -2 X(0 00 —0 90 0 92 0 2 1)40 2 -6
其 他 离 子 存 在 对 C (I离 子 去 除 率 的 影 响 。实 验 结 果 表 明 , 磁 性 壳 聚 糖 微 球 吸 附 rV ) C (I离 子 的最 佳条 件 为 :吸 附 平衡 时 间 4 n r ) V 0 mi,最佳 吸 附 p 值 6 右 ,磁性 壳聚 H 左
糖微球用量 1 ,温度升高有利于提高磁性壳聚糖微球的吸附效率 ,C (I离子起 0mg rV) 始质量浓度为 1 gmL 2l / ,无机盐 的存在引起磁性壳聚糖微球 的吸 附性能降低。并且 a 考察 了吸附剂的再生性 能,实验结果表明磁性壳聚糖微球具有 良好 的重复使用性 。
用 价值 , 大 了磁 分 离技术在 水 处理 中 的应用 范 围。目前有 关将 该磁 性微球 用 于金属废 水处 扩 理 的报道 较少 ,因此本 研 究尝试 将其应 用 于 C (I的处 理 ,并探讨 其 吸附性 能 。 r ) V
1 实验
11 试 剂和 仪器 . 磁性 壳聚糖微 球 ( 简写 为 M. S , 自制 ;重铬 酸钾及 其它 试剂 均为分 析纯 。 C m)

定时 间后 , 出静置 1 i, 取 n 取上清 液在 56 l 处 测吸光度 。 m 4 Y nl 计算 C (I去 除率和 吸 附量 。 r ) V
/ %= 10( o e c; 0 c—c )/ 0 Q =V (o e ; e c—c)/
计算 公式 如下 : 式 中: 为 C (I去 除率 ; e r ) V 9 为吸 附量 ( gm ) 1 / g ;V为溶液 体积 ( a mL) O 为 吸附前 C ( I ;0 rV )

磁性壳聚糖微球的制备及其用于甲酸脱氢酶的固定化

磁性壳聚糖微球的制备及其用于甲酸脱氢酶的固定化

磁性壳聚糖微球的制备及其用于甲酸脱氢酶的固定化宋艳艳;孔维宝;宋昊;华绍烽;夏春谷【摘要】Magnetic chitosan microspheres were prepared by emulsification cross-linking method and co-precipitation method, respectively. Compared with the morphology and structure of the magnetic chitosan microspheres, magnetic chitosan microspheres supported with Fe3O4 and prepared by co-precipitation method showed good effect, so they were used as the support for immobilizing formate dehydrogenase. The optimal immobilization condition was as follows: enzy me concentration 9 U·g-1 ,pH=7.0, immobilization time 5 h. The optimum reaction temperature for free and immobilized formate dehydrogenase was 50℃ and 30 ℃, respectively. The optimal pH for free and immobilized formate dehydrogenase was 7.0 and 6.0,respectively. After the free and immobilized formate dehydrogenase were put in thermo-static waterbath at 60 ℃ for 180 min,the relative activity of free and immobilized formate dehydrogenase rnwas 0. 78% and 40- 39% , respectively. After being put in strong acidic buffer solution (pH =2. 0) and strong alkaline buffer solution (pH = 10.0) for 1 h,the relative activity of immobilized formate dehydro-genase was 11. 03% and 38,43% , respectively, and the relative activity of free formate dehydrogenase was about 0; After 6 consecutive operations, the immobilized formate dehydrogenase retained 73-53% residual activity. It indicated that the immobilized formate dehydrogenase had better thermal stability, acid-base stability and reusability.%分别采用乳化交联法和共沉淀法制备磁性壳聚糖微球载体,并对形貌结构进行比较,结果表明,采用共沉淀法制备的磁性壳聚糖微球负载Fe3O4的效果好,故将其作为载体固定甲酸脱氢酶.最佳固定化条件:添加酶量9U?g-1,pH =7.0,固定化时间5h.游离酶和固定化酶的最适宜反应温度分别为50℃和30℃;游离酶的最适宜pH =7.0,固定化酶的最适宜pH =6.0;将游离酶和固定化酶分别置于60℃恒温水浴放置180 min后,游离酶和固定化酶的相对酶活力分别为0.78%和40.39%;将游离酶和固定化酶置于不同pH的缓冲液中保存1h后,在强酸(pH=2.0)和强碱(pH =10.0)条件下,固定化酶的相对酶活力分别为11.03%和38.43%,游离酶已全部失活;固定化酶重复使用6次后,相对酶活力为73.53%,表明固定化酶具有较好的热稳定性、酸碱稳定性和操作稳定性.【期刊名称】《工业催化》【年(卷),期】2012(020)008【总页数】6页(P20-25)【关键词】催化化学;磁性壳聚糖微球;固定化;甲酸脱氢酶;相对酶活力【作者】宋艳艳;孔维宝;宋昊;华绍烽;夏春谷【作者单位】中国科学院兰州化学物理研究所,羰基合成与选择氧化国家重点实验室,甘肃兰州730000;中国科学院研究生院,北京100049;中国科学院兰州化学物理研究所,羰基合成与选择氧化国家重点实验室,甘肃兰州730000;中国科学院兰州化学物理研究所,羰基合成与选择氧化国家重点实验室,甘肃兰州730000;中国科学院兰州化学物理研究所,羰基合成与选择氧化国家重点实验室,甘肃兰州730000;中国科学院兰州化学物理研究所,羰基合成与选择氧化国家重点实验室,甘肃兰州730000【正文语种】中文【中图分类】O643.36;TQ426.6氧化还原酶在不对称催化中应用非常广泛,在催化反应时需要辅酶提供电子。

药物递送功能的壳聚糖微球的制备及应用进展研究

药物递送功能的壳聚糖微球的制备及应用进展研究

药物递送功能的壳聚糖微球的制备及应用进展研究摘要:壳聚糖为具有正电荷的碱性多糖,自然界中分布量较大。

此种物质主要在甲壳类动物外科、昆虫外科中。

此种物质及分解产物均无毒,且生物相容性、可降解性、抗凝血性良好,为此在医学及食品等领域均得到广泛应用。

在医学领域应用主要为壳聚糖微球,壳聚糖包埋固体或液体药物形成微小球状体,与其他微球载体对比优势显著。

为此,本文中将对已有关于壳聚糖药物微球制备及应用的研究资料进行总结,现综述如下。

关键词:壳聚糖;药物微球;制备;应用前言:壳聚糖为天然高分子多聚糖物质,体内溶胀成为水凝胶后生物降解良好。

此物质在成膜、黏附性方面均具有显著优势,且五毒、无抗原性[1]。

在其性质方面,可溶于酸或酸性水溶液,为此适合用于微球制备中。

壳聚糖药物微球制备方法较多,如喷雾干燥法、离子交联法等[2]。

制备成为药物微球后,可用于多种疾病治疗,如在抗肿瘤药物、避孕药物等方面均具有广泛应用。

1壳聚糖药物微球的制备研究1.1乳化-化学交联法应用乳化-化学交联法为壳聚糖微球制备常用方法。

此种制备方法具体为药物、乳化剂、壳聚糖缓和搅拌乳化制备成为乳状液[3]。

复乳体系中,经引入致孔剂,制备壳聚糖多孔微球,可提升壳聚糖微球比表面积与吸附能力。

增加交联剂经减压过来后应用不同溶剂洗涤,经冷冻干燥处理最终获取壳聚糖多孔微球[4]。

以5-氟尿嘧啶壳聚糖缓释微球制备为例,以戊二醛为交联剂,可促使药物古锭刀微球骨架或结合在表面,具有缓释性及药物突释效应[5]。

1.2喷雾干燥法应用喷雾干燥法在壳聚糖微球制备中较为常用,且操作方法简单。

喷雾干燥法的应用为,药物溶于壳聚糖制备成为溶液,通过喷嘴喷入干燥室,雾滴中水分被送入干燥室的热空气快速蒸发,干燥制备成为微球[6]。

既往有大量研究认为,喷雾干燥法用于壳聚糖药物微球制备,其优势体现在操作简单、条件温和、微粒体形成速度快,便于量产[7]。

喷雾干燥法应用过程,其重点控制内容为混合液粘度、均匀性、喷雾速率、干燥速率等。

纳米磁性壳聚糖载药体的制备与体外释药评价

纳米磁性壳聚糖载药体的制备与体外释药评价

纳米磁性壳聚糖载药体的制备与体外释药评价
赵亮;孟晓荣;张楠;杨清翠
【期刊名称】《纳米科技》
【年(卷),期】2012(009)003
【摘要】以自制Fe3O4磁性纳米为磁性靶向核,在乳液体系中制备壳聚糖/三聚磷酸钠/5-Fu磁性壳聚糖纳米载药体(TCF),经一定比例的PHB和PEG混合外包覆,得到载药率为16.56%的磁性纳米微囊(PTCF),通过红外光谱、x-射线粉末衍射、透射电镜和振动磁强计表征,结果显示,TCF、PTCF分别为粒径15nm和20nm均匀颗粒,25℃时的矫顽力和剩磁均趋于零,表现出超顺磁性;体外释药行为显示,PTCF无突释现象,释药速率随PHB和PEG用量可控,具备磁靶向控释药物的潜在性质。

【总页数】5页(P1-4,18)
【作者】赵亮;孟晓荣;张楠;杨清翠
【作者单位】西安建筑科技大学理学院,陕西西安710055
【正文语种】中文
【中图分类】O636
【相关文献】
1.载药纳米 Fe3O4/羧化壳聚糖磁性液体的制备与表征∗
2.壳聚糖/羧甲基纤维素钠多层复合载药微囊的制备及其体外释药性能初探
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粒子的制备与表征4.载表皮生长因子/壳聚糖纳米粒纤维蛋白胶胶联羊膜的制备及体外释药评价5.磁性壳聚糖-5-氟尿嘧啶纳米粒的制备及体外释药性能
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现代食品科技 Modern Food Science and Technology 2008, Vol.24, No.101079磁性壳聚糖微球的制备及其应用杨晋青,叶盛权,郭祀远(华南理工大学轻工与食品学院,广东广州 510640)摘要:由新型的高分子材料制成的磁性壳聚糖微球具有很多优良的应用特性。

本文着重综述磁性壳聚糖微球的制备方法和性能表征, 介绍其在生物医学,食品工程和废水处理方面的应用进展, 并展望其研究和开发的光明前景。

关键词:磁性壳聚糖微球;改性;医学;食品工程;废水处理中图分类号:TQ333.99;文献标识码:A ;文章篇号:1673-9078(2008)10-1079-04Review of Preparation and Application of Magnetic Chitosan MicrospheresYANG Jin-qing, YE Sheng-quan, GUO Si-yuan(College of Light Industry & Food Sciences, South China University of Technology, Guangzhou 510640)Abstract: Magnetic chitosan microspheres made from novel polymer materials showed outstanding applied characteristics. In this paper, the preparation and characterization of magnetic chitosan microspheres were reviewed. The applications of magnetic chitosan microspheres in biomedical, food engineering and wastewater treatment were also introduced and their bright futures were prospected for further research and development.Key words: magnetic chitosan microspheres; modification; medicine; food engineering; wastewater treatment新型的高分子微球材料因其具有很多优良特性为而被广为应用。

如粒径小、表面积大、吸附性强,可通过共聚、表面改性赋予其多种功能性基团(如-OH 、-COOH 、-CHO 、-NH2、-SH 等),进而可结合各种物质,使高分子微球具有多种功能。

对于磁性高分子微球,由于其具有磁响应性,在外加磁场的作用下可以很方便地分离、回收。

因此,在许多领域有广阔的开发前景[1,2]。

壳聚糖(CTS)是自然界存在的唯一碱性多糖,可由蟹、虾壳中的甲壳素经脱乙酰化反应而制得。

其资源丰富,安全无毒,具有独特的分子结构和易于化学修饰、生物可相容性和可再生性等功能。

它的胺基极易形成四级胺正离子,有弱碱性阴离子交换作用。

壳聚糖在酸性溶液中会溶解,稳定性差[3,4]。

将壳聚糖进行交联制成磁性壳聚糖(MCS )微球[5,6],不但可提高其稳定性及机械强度,而且使其易与介质分离,利于广泛应用于医学、食品、化工等领域[7]。

本文通过对磁性壳聚糖微球的制备方法和性能表征方法及其在生物医药,食品工程和废水处理方面应用的综述,介绍磁性收稿日期:2008-04-27基金项目:高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20050561014) 作者简介:杨晋青(1983-),硕士研究生,研究方向:糖类分离提纯新方法新技术通讯作者:郭祀远,教授壳聚糖微球有关领域的研究进展情况,并展望其发展的前景。

1 磁性壳聚糖微球的制备及表征1.1 乳化交联法常用的磁性壳聚糖微球制备方法有乳化交联法[8]。

将磁性Fe 3O 4粒子加到一定浓度的壳聚糖溶液中,经均质分散,再在适当的温度,pH 和搅拌条件下逐滴加入含有乳化剂的水相中,产生乳液,在常压下自由挥发或用真空抽提使溶剂挥发,通过洗涤、过滤和干燥等过程即可制得磁性壳聚糖微球[9,10]。

1.2 包埋法1.2.1 磁性高分子微球的制备运用机械搅拌、超声分散等方法将磁性粒子分散于高分子溶液中,通过雾化、絮凝、沉积、蒸发等过程得到内部包有磁性粒子的高分子微球,常用的包埋材料有壳聚糖、纤维素、尼龙、磷脂、聚酰胺、聚丙烯酰胺等。

徐慧显利用葡聚糖制备了具有较好的单分散性磁性葡聚糖微球[11],董聿生采用反相悬浮包埋技术合成了多分散性的磁性葡聚糖微球[12]。

1.2.2 改性磁性壳聚糖微球的制备以(NH 4)2Fe(SO 4)2·6H 2O 、NH 4Fe(SO 4)2·12H 2O 和壳聚糖为原料,经羟丙基化、胺基化,采用一步包埋法制备了一种新型的多胺基化磁性壳聚糖微球[13]。

此方DOI:10.13982/j.mfst.1673-9078.2008.10.005法在无需表面活性剂存在的条件下,可一步成功制备表面较光滑的改性磁性壳聚糖微球。

1.3 磁性壳聚糖微球的表征1.3.1 磁性壳聚糖微球的形貌姜德生制备的壳聚糖和磁性壳聚糖微球的平均粒径为900nm,扫描电镜图片显示壳聚糖为网状,表面不规则,且尺寸比交联成球后大很多[14]。

壳聚糖与Fe3O4纳米粒子形成的复合微粒基本呈圆球形,内部均匀分布着Fe3O4,即Fe3O4被包裹在微球内,为核壳结构,且微球表面较平滑,单分散性好,粒径均匀。

小粒径的微球通过热搅拌,可均匀分散在溶液中,且比表面积大,可增加酶的固定量,但若粒径过小(<30nm),则不利于固定化酶的回收。

小粒径的微球具有更大的比表面积,可以共价结合更多的酶,同时也可以降低底物和产物扩散限制的影响[15]。

1.3.2 磁性壳聚糖微球的粒度及其磁响应性寇灵梅等制备的磁性壳聚糖微粒度分布较窄,如合成了粒径范围在50μm~200μm的磁性壳聚糖微球。

其研究还发现,该粒度范围内的磁性壳聚糖微球,随着微球粒径的增大,其铁含量也增加;当磁性微球粒径小于280μm时,在外磁场作用下,微球能够快速沉降,且微球的磁化率与其粒径变化亦成正相关,表明了磁性微球具有良好的磁响应性,为其在酶的固定化及磁场流化床中的应用奠定了基础[16]。

2 磁性壳聚糖微球的应用2.1 磁性壳聚糖微球在生物医药上的应用2.1.1 酶的固定化载体作为一种新型功能高分子材料,磁性高分子微球已作为载体被广泛应用于酶的固定化。

壳聚糖由于具有生物相容性、生物亲和性和无毒等特性,分子链上大量存在的羟基和氨基又使其易于进行化学改性,常被作为磁性高分子材料的“外壳”而应用于酶固定领域。

刘真等进行了磁性壳聚糖微球的制备,将其用来对乳酸氧化酶进行固定,并对乳酸氧化酶的固定化条件以及固定化乳酸氧化酶的性质进行了研究,指出固定化乳酸氧化酶有较好的储存稳定性的条件,得出经过壳聚糖磁性微球的固定化,乳酸氧化酶的各项性能得到了明显提高[17]。

2.1.2 蛋白质的提纯目前已成功地把磁性微球用于对溶胞产物、血浆、原生质和腹水中的各种蛋白质进行分离提纯。

与传统的蛋白质提纯方法相比,用磁性微球进行蛋白质分离、提纯不需要调整混合溶液的pH值、离子强度和介电常数等,避免了蛋白质的损失,提高了蛋白质回收率和纯度,并可以大大减少分离时间。

余艺华等用磁性壳聚糖微球偶联色素配基制得的新型亲和磁性微球,对牛血清白蛋白和溶菌酶的吸附量分别达4mg/g和28mg/g,吸附行为对时间依赖性很小,并证明此亲和磁性微球有良好的重复使用性能[18]。

2.1.3 释药与靶向作用赵大庆等利用改变pH值法制备了磁性壳聚糖微球[19],并对微球的载药量、缓释特性和磁靶向特性进行了测试,指出该微球缓释效果明显,并具有一定的突释性,有利于开始阶段使药物迅速达到有效血药浓度,而随后的缓释可以达到长时间的治疗效果,从而提高药物的疗效和生物利用度。

该微球的磁靶向性能良好,其外加磁场的最佳场强范围是200~300mT,磁场作用时间为2h。

该靶向释药试验为进一步的动物药理实验提供新的途径。

2.2 磁性壳聚糖微球在食品工业中的应用2.2.1 食品活性组分的分离食品和生物制品中有效成分的高效分离是生产上存在的主要难题之一,产品需要通过许多步骤才能得到。

采用磁分离技术,将磁颗粒与配体结合,就可以将产物有效分离,大大减少分离步骤[20]。

黄惠华等以聚乙二醇为分散剂和稳定剂,用氧化低价铁盐的方法制备了磁性微球用于吸附菠萝中的菠萝蛋白酶,回收率达61.96%,酶活性3.8×104U/g[21];Safarikova Mirka 等采用磁性壳聚糖微球回收马铃薯加工废水中的凝激素,回收率可达50%[22]。

吴雪辉等也曾应用外加磁场强化磁性树脂提纯食品稀糖液的研究[23]。

2.2.2 食品废液中蛋白质的回收豆制品是中华传统优质植物蛋白食品,而豆制品加工中会产生大量乳清,一直被作为废液排放。

据报道乳清含有原料大豆蛋白质的8.2%,脂肪的2.2%,碳水化合物的31.8%,矿物质的56.6%,BOD高达1000mg/L以上。

因此回收其有用组分不仅可提高原料利用率,而且将大大减轻废液对环境的污染。

董海丽等采用磁性壳聚糖微球吸附的方法来吸附大豆乳清废水中蛋白质[24]。

在磁性壳聚糖微球投入量为25g/L,接触时间为10min,温度为30℃,pH 值5.0 的条件下,能有效吸附大豆乳清废水中的蛋白质,使大豆乳清废水中蛋白质的吸附去除率高达95.6%[25]。

此方法吸附效果好,吸附后磁球易分离再生,是一种新的具有发展前途的大豆乳清废水处理方法。

2.2.3 生物多糖的酶解寇灵梅等应用所制备的磁性壳聚糖固定化酶微粒1080在三相流化床中对壳聚糖进行酶解试验[26]。

采用物理吸附法将纤维素酶固定在磁性壳聚糖微球上,用响应面分析法(RSM)对制备磁性固定化纤维素酶的工艺参数进行了优化,得到最优工艺参数。

最优条件下得到的最大酶活力为28.457 IU·g-1。

发现在500mT磁感应强度下,磁场作用时间<60min时,游离酶与固定化酶的酶活随着磁场强度的增加而增加。

表明制备的固定化酶酶活稳定性较好,配合外加磁场,磁性壳聚糖固定化酶可显著提高酶解反应速度和酶解目标产物低聚壳聚糖的产量。

2.3 磁性壳聚糖微球在废水处理上的应用2.3.1 有机废水的处理(1)印染废水洪爱真等采用磁性壳聚糖微球对染料废水进行脱色的研究[27],得出磁性壳聚糖微球在最佳吸附条件下吸附饱和量大,表明磁性壳聚糖微球对酸性偶氮染料废水具有优良的脱色能力。

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