铁琼脂糖磁性微球的制备和表征_韩德艳

2 结果与讨论
21 1 琼脂糖磁性微球中铁含量的测定 用分光光度计对铁的标准溶液进行测定 ,其最大
吸收波长为510 nm ;在此波长对不同浓度铁溶液进行 测定 ,求得标准曲线方程 : A = 851 879c - 01 0023 , R = 01 9993 。
根据不同微球的铁的吸光度 ,用标准曲线方程可 算出铁 含 量 : Fe 琼 脂 糖 微 球 中 Fe 含 量 为 121 9 % , Fe3 O4 琼脂糖微球中 Fe 含量为 131 3 %、Fe3 O4 含量为 181 3 %。两种微球中磁核含量不一样 ,但铁含量基本 接近 。 21 2 琼脂糖磁性微球和琼脂糖的红外光谱
摘 要 : 采用反相悬浮包埋法制备了以纳米铁粉为磁核 、琼脂糖为壳层的铁琼脂糖磁性微球 ,其磁响应性比以四氧 化三铁为磁核的琼脂糖磁性微球好得多 ;并对不同粒径的琼脂糖磁性微球表面的活性基团进行了测定 ,粒径为81 3μm的 铁琼脂糖磁性微球的表面活性羟基数目是 41 02 ×1015 个 ·mg - 1 。
A. Fe 琼脂糖微球 B. Fe3O4 琼脂糖微球 C. 琼脂糖 图 1 琼脂糖磁性微球及琼脂糖的红外光谱图 Fig. 1 IR spectra of the agarose magnetic microspheres and agarose
从图 1 可观察到特征峰34331 20 cm - 1 ( O - H 伸 缩振动) 、29251 48 cm - 1 (分子内氢键) 、14011 29 cm - 1 (O H 面内变形振动) 、10721 14 cm - 1 ( CO 伸缩振动) , 包埋前后的官能团基本没有发生变化 ,说明磁性微球 表面有琼脂糖 。 21 3 琼脂糖磁性微球的磁响应性
关键词 :铁琼脂糖磁性微球 ;活性基团 ;磁响应性 中图分类号 : TQ 5861 1 O 6291 12 文献标识码 :A 文章编号 :1672 - 5425 (2006) 06 - 0019 - 03
磁性微球是广泛应用于生物医学领域的一种多功 能材料 ,核心部位赋予了其分离功能 ,外层生物高分子 功能基团赋予了其载体的功能[1] ,在酶的固定化 、免疫 测定 、细胞分离 、靶向药物 、化学分析等领域有广泛的 应用前景[2] 。琼脂糖有较好的生物相容性 ,表面有大 量的官能团[3] ,因此琼脂糖磁性微球是一种很有应用 前景的磁性微球 。长期以来 ,人们一直用四氧化三铁 作磁核制备琼脂糖磁性微球 ,但在粒径较小时 ,其磁响 应性却不够理想 ,在实际应用中靶向性有待进一步改 进 。作为生物载体 ,单位质量磁性微球表面高分子层 活性基团数目的多少是影响微球性能和效率的一个重 要因素 ,因此必须测定微球表面高分子层活性基团的 数目[4 ] 。
海仪器有限公司 ;J L21166 型激光粒度分布测试仪 ,成 都精新粉体测试设备有限公司 ; HL22B 型数显恒流 泵 ,上海沪西分析仪器厂 ;Bruker IFS66 型红外光谱 仪。
甲苯 、三氯甲烷 、乙醚 、Span280 、纳米 Fe3 O4 均为 分析纯 ;琼脂糖 ,生化试剂 ,北京奥博星生物技术责任
Preparation and Characterization of Iron Agarose Magnetic Microsphere
质量 mg
粒径 μm
吸光度
活性基团 - O H 数目
μmol ·g - 1
1015个 ·mg - 1
451 1
51 9
01 155
111 6
61 99
511 0
81 3
01 192
61 67
41 02
不同粒径微球表面活性基团数目的差别是由于微 球粒径越小 ,单位质量微球的比表面积越大 ,则单位质 量的微球表面的活性基团数目越多 。
3 结论
粒径和铁含量相近的铁琼脂糖磁性微球的磁响应
韩德艳等 :铁琼脂糖磁性微球的制备和表征/ 2006 年第 6 期
2 1
性比四氧化三铁琼脂糖磁性微球好得多 ; 粒径为 51 9μm的铁琼脂糖磁性微球的表面活性羟基数目是 61 99 ×1015 个 ·mg - 1 ,粒径为81 3μm的铁琼脂糖磁性 微球的表面活性羟基数目是 41 02 ×1015 个 ·mg - 1 。
化 学 与 生 物 工 程 2006 ,Vol. 23 No. 6
1 9
Chemistry & Bioengineering
铁琼脂糖磁性微球的制备和表征
韩德艳1 ,2 , 谢长生1 (1. 华中科技大学材料科学与工程学院 ,湖北 武汉 430074 ;
2. 湖北师范学院化学与环境工程系 ,湖北 黄石 435002)
用激光粒度分布测试仪分别测量铁琼脂糖磁性微 球和四氧化三铁琼脂糖磁性微球的粒径大小 ,结果见
表 2 铁琼脂糖磁性微球表面活性基团的数目 Tab1 2 The number of the active radicals on surface
of iron agarose magnetic microspheres
配置标准铁的溶液 ,作标准曲线[8] 。准确称取一 定量的磁性微球 ,强酸溶解后 ,用比色法测定其吸光 度 ,计算铁含量 。 11 31 2 琼脂糖磁性微球粒径和磁响应性的测定
分别取少量试样溶于重蒸馏水 ,超声分散 ,用激光 粒度分布测试仪测量其粒径 。
分别取少量湿态试样 ,超声分散 ,用恒流泵控制溶 液以81 3 mL ·min - 1 的速度匀速流出 ,在玻璃管外围 给一定的外加磁场 ,将流出及截留的试样分别用磁铁 沉降后 ,加入过量的浓硝酸和浓盐酸并加热 ,待溶液澄 清 ,用比色法测定其吸光度 ,计算铁含量 ,并据此计算 流出试样与截留试样的质量 , 得到截留率 。截留率 = 截留量/ (截留量 + 流出量) [9] 。 11 31 3 铁琼脂糖磁性微球表面活性基团的测定
公司 ;辛巴蓝 ( Fluka) ;纳米铁粉 (平均粒径30 nm) ,深 圳尊业纳米材料有限公司 。 11 2 铁琼脂糖磁性微球的制备[ 7]
采用反相悬浮包埋法制备铁琼脂糖磁性微球 。有 机相 :在250 mL三颈瓶中加入54 mL 甲苯 、21 mL 三氯 甲烷和01 8 mL Span280 ,预热至 55 ℃。水相 :15 mL 水 中加入250 mg琼脂糖 ,加热溶解后再加入50 mg纳米 铁粉 (或纳米四氧化三铁) ,并用超声分散 。将水相快 速转移至有机相 ,搅拌 (2000 r ·min - 1 ) 反应10 min后 冷却至室温 ,用磁场分离 ,用乙醚和水交替洗涤 ,常温 干燥 。 11 3 分析测试 11 31 1 琼脂糖磁性微球中铁含量的测定
[J ] . 精细化工 ,2000 ,17 (2) : 1152117. [ 4 ] 蒋中华 ,张津辉. 生物分子固定化技术及应用 [ M ] . 北京 : 化学工
业出版社 ,1998 :12251. [ 5 ] Ngo T T , Khatter N. Chemist ry and p reparation of affinit y ligands
usef ul in immunoglobulin isolation and serum p rotein separation [J ] . J Chromatogr ,1990 ,510 (2) :2812291. [ 6 ] 余艺华 ,薛博 ,孙彦 ,等. 壳聚糖亲和磁性毫微粒的制备及其对蛋 白质的吸附性能研究[J ] . 高分子学报 ,2000 , (3) :3402344. [ 7 ] 董聿生 ,梁峰 ,余向阳 ,等. 磁性琼脂糖亲和吸附剂的合成与应用 [J ] . 西北大学学报 ,2001 ,31 (2) :1212123. [ 8 ] 钱可萍 ,韩志坚 ,陈佩琴 ,等. 无机及分析化学实验 (第二版) [ M ] . 北京 :高等教育出版社 ,1978 :12268. [ 9 ] 干育红 ,张宁 ,叶胜龙 ,等. MMC 白蛋白磁性微球的磁响应性的研 究[J ] . 中国肿瘤临床 ,2000 , 17 (1) :54257.
(1) 辛巴蓝溶液的标准曲线 :取10 mg辛巴蓝溶解
基金项目 :国家博士后基金资助项目 (2002031250) ,湖北省优秀中青年科技创新团队资助项目 收稿日期 :2006 - 03 - 13 作者简介 :韩德艳 (1964 - ) ,男 ,湖北鄂州人 ,教授 ,研究方向 :高分子磁性纳米材料和生物无机化学 。
参考文献 : [ 1 ] 张津辉 ,蒋中华 ,王仁芝 ,等. 磁性微球的制备 、理化性质及初步应
用[J ] . 化学通报 ,1997 ,60 (9) :55257. [ 2 ] 邱广亮 ,栗淑媛 ,金志兰 ,等. 磁性琼脂糖复合微球的制备和性质
[J ] . 精细化工 ,1999 ,16 (1) :38241. [ 3 ] 邱广亮 , 李咏兰. 磁性琼脂糖复合微球固定化纤维素酶的研究
用分光光度计对辛巴蓝溶液进行测定 ,其最大吸 收波长为 614 nm ,在此波长对不同浓度溶液进行测 定 ,求得 标 准 曲 线 方 程 : A = 101 698c + 01 0096 , R = 01 9996 。 21 41 2 微球表面活性基团数目的测定
取一定质量的微球加入一定量 (过量) 的辛巴蓝溶 液 ,30 ℃下搅拌反应24 h后 ,测定溶液中剩余辛巴蓝的 吸光度 ,并测反应后微球的粒径 。根据辛巴蓝溶液的 标准曲线方程可计算出剩余辛巴蓝的浓度 ,同时计算 出微球吸附的辛巴蓝的质量 ;根据反应方程 ,辛巴蓝与 活性基团的反应比为 1 ∶1 ,可换算出每毫克微球表面 活性基团的数目 。
2 0
韩德艳等 :铁琼脂糖磁性微球的制备和表征/ 2006 年第 6 期
于水配制成 100 mL 标准溶液 ,分别取 5 mL 、10 mL 、 20 mL和30 mL配制成50 mL溶液 ,在614 nm处测定吸 光度 ,作标准曲线 。