磁性高分子微球的制备及应用
磁性聚合物微球的制备及其在酶法拆分氨基酸中的应用
１．４．２载体结合法该法是将酶结合于水不溶性载体的一种固定化方法，载体可分为有机载体和无机载体两大类。
有机载体的表面有许多活性基团，如一ＯＨ、一ＮＨ２、一ＣＯＯＨ等，因此被认为是比较好的固定化载体。
无机材料中含有各种氧化物，具有很高的热稳定性和很好的流动性。
１．４．３交联法交联法是通过双功能或多功能基试剂使酶分子间或酶分子与载体之间或酶分子与惰性蛋白之间发生交联而形成网状结构的固定化方法。
此法与共价结合法一样，也是利用共价键固定化酶，所不同的是它不使用载体。
交联剂有很多种，最常用的是戊二醛，其它有异氰酸衍生物、双氮联苯等。
交联法反应条件比较剧烈，酶活回收率一般比较低。
１．４．４包埋法包埋法可分为网格型和微囊型两种。
该法一般无需与酶蛋白的氨基酸残基进行结合反应，较少改变酶的高级结构，酶活回收率较高。
包埋固定化法是把酶定位于聚合物材料的格子结构或微胶囊结构中。
这样可以防止酶蛋白释放，但是底物仍能渗入格子内与酶相互接触。
此法比较简便，酶分子仅仅是被包埋起来，生物活性破坏少，但此法对大分子底物不适用。
包埋法交联法吸附法共价法图１－２固定化方法示意图Ｆｉｇ．１－２Ｓｋｅｔｃｈｍａｐｏｆｔｈｅｉｍｍｏｂｉｌｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓ不同的固定化方法，因它们的固定化机理不同，固定化的难易程度和效果也大不相同，影响固定化酶效果的两个重要因素是固定化方法和固定化载体。
１．５磁性载体磁性高分子微球具有高分子微球的特性，可通过共聚、表面改性赋予其表面多种反应性基团，如一ＣＯＯＨ，－－ＮＨ２，一ＯＨ，一ＣＯＨ等【ｉ¨，与生物活性物质的交联吸附能力大。
而且，磁性高分子微球具有良好的机械强度和化学稳定性。
具有能够抵抗机械摩擦，酸碱腐蚀和微生物降解的优势。
同时，又因微球内部含有磁性粒子，具有超顺磁性，可在外加磁场的作用下快速运动。
因而，在生物医学、细胞学、生物工程和环境保护等领域有着广泛的应用前景。
１．５．１细胞分离与标记磁性载体分离细胞【控］的原理主要是基于抗体一抗原之间的亲和作用，即将抗体固定在磁性Ｆｅ３０４载体表面形成免疫磁珠（ｉｍｍｕｎｏｍａｇｎｅｔｉｃｂｅａｄｓ），它可以和目标细胞表面的抗原特异性结合，在外磁场作用下将细胞分离【Ｉ３１。
大孔磁性高分子微球的制备及应用
３结果与讨论
采用 悬浮 聚合法 的 目的是 为 了获得 粒度 合适 、 小 大
２ 共聚体的聚合 ． ２
按 一定 比例量 取 经过 预 处理 的苯 乙烯 和 二 乙烯 苯
均匀 且 圆球率 高 的聚 合球 粒 。 实现悬 浮聚合 的关键 是使 单体 小珠 滴稳 定地分 散在 介质 中 。研 究表 明， 单体 与水
［］ ５ 谈维汉． 钢筋混凝土排 水管 内衬改性 Ｐ Ｃ工艺 ［］ 中 国市政 Ｖ Ｊ．
工 程 ， ０８ １４ ４ ， ２ ４ ２ ０ ， ３ （ ） ４ ￣４ ．
一
１ ６
广东建材 ２１ 年第 ８ ００ 期
表 １影响 Ｓ Ｄ Ｂ球状微球形状及粒度的因素 ｔ Ｖ —
Ｉ
研 究与探讨
定要求 时 ， 入磁 粉及助 剂 ， 荡使 之混 合均 匀 ， 加 振 且磁粉 能悬浮 不沉 ；然 后 倒入 含 ０ ５ 聚 乙烯 醇水 溶 液 的二 口 ．％
实验结 果如表 １ 示 。 所
３１ ．单体与水相比的影响
【 考文献】 参
［］ 思 明． 密 度 聚 乙烯 管 在 污 水 管 道 中 的应 用 ［］ 建 材 技 术 １李 高 Ｊ．
烧 瓶 中，搅 拌进 行 悬 浮聚 合 。半小 时 内将 温度 升 高至 ９￣ ０ Ｃ，维 持 ４ ５ ｒ ￣ ｈ ，使球 形 颗粒 定 型 ，然 后 再升温 至
１ （ 固化 ｌ ２ ｒ 再冷 却 、 （】 ）℃ ～ ｈ， 出料 ， 分别用 热 水 、 乙醇 、 冷
水 反复洗 涤 、 晾干 、 筛 。在沙 氏提 取器 中 ， 无水 乙醇 过 用
［］ ２ 陶俊杰， 王静， ． 等 高密度 聚乙烯管 城区污水管道 工程 中的
应用 ［］ 市政 技 术 ， ０４ ２ （） ３ ２ ８ ． Ｊ． ２ ０ ， ２ ６ ，２ ￣３ ９ ［］ 振 兴 ． 璃 钢 夹砂 管 材 存 菜 市 截 污 上 程 中 的 应 用 分 析 ［］ ３王 玻 Ｊ．
磁性高分子微球的制备及在分析化学中的应用-5555
青岛农业大学
本科生课程论文
论文题目磁性高分子微球的制备及在分析化学中的应用学生专业班级应用化学09级2班
学生姓名（学号）李小姣（20094389）
指导教师赵艳芳
完成时间 2012年12月2日
2012 年 12 月 2 日
课程论文任务书
学生姓名李小姣指导教师赵艳芳
论文题目磁性高分子微球的制备及在分析化学中的应用
论文内容（需明确列出研究的问题）：
一、磁性高分子微球的类型
二、磁性高分子微球的特性
三、磁性高分子微球的制备
四、磁性高分子微球的应用
五、磁性高分子微球研究存在的问题及展望
资料、数据、技术水平等方面的要求：
（1）要求查找相关文献，中文文献至少15篇，英文文献至少两篇；
（2）能够访问中文及英文科技文献数据库，并能够获得所需文献的原文；（3）能够根据中、英文文献内容，对磁性高分子微球的基本特性、制备方法、开发应用、研究现状和在分析化学中的应用前景等进行归纳总结，要
求篇章结构合理、条理清晰、论述充分；
（4）论文的格式符合青岛农业大学的规定要求。
发出任务书日期 2012.5.20 完成论文日期 2012.12.2 教研室意见（签字）
院（部）院长意见（签字）
课程论文成绩评定表
学生姓名专业班级
论文题目
指导教师评语及意见：
指导教师评阅成绩：指导教师签字
年月日评阅人评语及意见：
评阅人评阅成绩：评阅人签字
年月日总评成绩（以百分记）：
年月日。
磁性高分子微球的制备及作用
磁性高分子微球的制备及作用1、磁性高分子微球简介近20年来，磁性高分子微球的研究非常活跃，已从最简单的高分子包裹磁性材料发展到多种类型的组成方式。
本文根据磁性高分子微球的结构类型将其分成三类(见图1)，但是，组成磁性微球的基本材料仍然是磁性物质和高分子材料。
磁性物质包括Fe3O4、r-Fe2O3、Pt、Ni、Co等，其中Fe3O4使用最多;高分子材料包括合成高分子材料和天然高分子材料。
合成高分子材料常用的有苯乙烯共聚物、聚酯类、聚酰胺类高分子;天然高分子材料常用的有明胶、白蛋白、纤维素和各种聚糖。
此外，近年来有人为了电磁方面的应用，研究了一些导电性的磁性高分子微球[4，5]，聚吡咯、聚苯胺等导电聚合物也可用来制备磁性微球。
磁性高分子微球的性质不仅与组成材料的性质有关，还与制备方法有关。
因此，制备方法的研究十分重要。
通常不同类型的磁性高分子微球其制备方法也有所不同。
2、磁性高分子微球的制备方法2•1a型磁性高分子微球的制备方法a型磁性高分子微球是一种简单的核壳微球，其制备方法有两种分类法:一种是根据磁性物质与磁性微球的形成次序分，有一步法和二步法;另一种是常规分法，有包埋法和单体聚合法。
这两种分法的交叉部分在于包埋磁性物质可采用一步法或二步法，而单体聚合包裹则大多采用二步法。
2•1•1一步法一步法又称共沉淀法，是指在生成磁性物质(Fe3O4或Fe2O3)的同时产生磁性高分子微球的制备方法，即先将高分子物质溶解，然后依次加入Fe2+和H2O2或FeCl2和FeCl3溶液，搅拌的同时滴加碱性溶液提高pH值，这样磁性物质一产生就被包裹形成核壳磁性高分子微球。
邱广亮[6]等采用这种方法制备了纳米级磁性明胶微粒，并用于纤维素酶的固定化。
一步法的优点是制备方法简单，避免了制取磁流体或均匀分散磁粒子的相关处理，制得的磁性微球粒径较小、表面积大。
缺点是磁性微球大小不均匀、磁响应性较弱。
2•1•2二步法二步法通常是先制备Fe3O4微粒子(或直接购买Fe3O4粉末)，然后将其与聚合物或高分子单体溶液混合作用制得磁性高分子微球。
免疫磁性微球的制备和应用
免疫磁性微球的制备和应用免疫磁性微球（Immunomagnctic beads，IMB）是免疫学和磁载体技术结合而发展起来的一类新型材料。
IMB是包被有单克隆抗体的磁性微球，可与含有相应抗原的靶物质特异性地结合形成新的复合物。
通过磁场时，这种复合物可被滞留，与其它组分相分离，该过程称为免疫磁性分离法（Immunomagnctic Separation）。
免疫磁性分离简便易行，分离纯度高，保留靶物质活性，且高效、快速、低毒，可广泛应用于细胞分离和提纯、免疫检测、核酸分析和基因工程、作靶向释药的载体等领域。
磁性微球由载体微球和配基结合而成。
理想的磁性微球为均匀的球形、具有超顺磁性及保护性壳的粒子。
一、磁性微球性能介绍1、磁性材料γ-Fe2O4、Me-Fe2O4（Me = Co，Mn，Ni）、Fe3O4、Ni、Co、Fe、Fe-Co和Ni-Fe合金等，目前被研究最多且应用最广泛的是铁及其氧化物（Fe、Fe2O4和Fe3O4等）。
2、高分子材料聚乙烯亚胺、聚乙烯醇、多糖（纤维素、琼脂糖、葡聚糖、壳聚糖等）和牛血清白蛋白等。
表面常带有化学功能的基团，如-OH、-NH2、-COOH和-CONO2等，使得磁性微载体就几乎可以偶联任何具有生物活性的蛋白。
3、功能配基配基必须具有生物专一性的特点，而且载体和微球与配基结合后不影响或改变配基原有的生物学特性，保证微球的特殊识别功能。
磁性高分子微球决定了免疫磁性微球的大小和形状。
Hirschein得到外加磁场作用力与磁性微球的关系为：F=（Xv - Xv0）VH （dH/dX）其中F为外加磁场作用力；Xv为磁性微球的磁化率；Xv0为介质的磁化率；H为外加磁场；V为磁性微球的体积；dH/dX为磁场强度。
磁性粒子在磁场中受的力F与粒子的大小成正比。
当粒子直径D>10μm时，能在弱磁场下分离，容易沉淀，吸附生物分子的量也少；在直径D<0.03μm时，粒子可以稳定分散在溶液中，分离需要很大的磁场强度。
磁性微球的制备
磁性微球的制备目前，磁性微球制备的讨论主要围绕在如何制备出具有高磁响应性和超顺磁性，高比表面积，粒径单分散并分散较窄的磁性微球。
磁性微球制备方法主要有：包埋法、单体聚合法、共沉淀法和渗透一沉积法。
1. 包埋法包埋法是指将磁性颗粒分散于高分子溶液中，通过雾化、絮凝、沉积、蒸发等手段，使高分子包裹在磁性颗粒四周，并利用交联剂对高分子进行交联，形成具有磁核的高分子微球。
常用的高分子材料有：聚乙烯亚胺(PEI)、多糖(纤维素、琼脂糖、葡聚糖、壳聚糖等)、聚乙烯醇、蛋白质及其它高分子等。
一般状况下，包埋法得到的磁性微球其磁核与壳层的结合主要通过范德华力(包括氢键)、金属与高分子链的螯合作用以及磁核表面功能基与高分子壳层功能基之间形成的共价键。
利用包埋法制备磁性微球，方法简洁，但得到的磁球粒径不易掌握且分布较宽、壳层中往往夹杂诸如乳化剂之类的杂质，用于免疫检测、细胞分别等领域会受到肯定限制。
2. 单体聚合法单体聚合法指在活性单体、磁性微粒以及引发剂、稳定剂等共存的条件下，引发聚合反应而形成核一壳式磁性高分子磁球的一类方法。
常用单体包括苯乙烯、丙烯酸以及各自的衍生物等，采纳的聚合方法有悬浮聚合、分散聚合。
乳液聚合(包括无皂乳液聚合和种子聚合)等。
单体聚合法胜利的关键在于确保单体的聚合反应在磁性颗粒表面顺当进行。
一般而言，磁性颗粒的亲水性较强，因此在使用亲水性单体进行聚合时，反应较为易于进行；对于大部分油性单体如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等，则需要对磁性颗粒进行表面活化，或改进悬浮聚合的有机相组成，以便于单体接近颗粒表面，确保聚合反应的顺当进行。
用这种方法得到的载体粒径较大，固载量小，但有利于保持酶的活性，而且磁响应性也较强。
由于磁性粒子是亲水性的，所以亲水性单体(如多糖类化合物)简单在磁性微粒表面进行聚合，而对于油性单体(如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等)，聚合反应难以在磁性微粒表面进行．因而需要对磁性微粒进行预处理或适当转变聚台体系的有机相组成。
高分子磁性微球
磁性微球磁性高分子微球是近年发展起来的一种新型磁性材料，是通过适当方法将磁性无机粒子与有机高分子结合形成的具有一定磁性及特殊结构的复合微球。
磁性复合微球不仅具有普通高分子微球的众多特性还具有磁响应性，所以不仅能够通过共聚及表面改性等方法赋予其表面功能基(如-OH、-COOH、-CHO、-NH2,等)，还能在外加磁场作用下具有导向功能。
目前，磁性复合微球已广泛用于生物医学、细胞学和分离工程等诸多领域。
一、功能化高分子磁性微球具有生物活性的高分子生物材料是高分子功能团, 可以作为生物活性物质的载体,另一方科学与生命科学之间相互渗透而产生的一个重面又因其具有超顺磁性, 在外加磁场的作用下要的边缘领域, 是近50年以来高分子科学发展能快速、简单的分离, 使其在生物工程(固定化的一个重要特征。
功能化的高分子磁性微球一酶)、生物医学(靶向药物、酶标、临床诊断)、细胞方面因其具有能够与生物活性物质反应的特殊学(细胞分离、细胞标记)等领域的研究日益活跃,并显示出较好的应用前景。
（1）功能化磁性微球与生物大分子的作用机理包覆磁性颗粒的高分子材料带有多种具有反应活性的功能基团, 如羧基(—COOH)、羟基(—0H)、氨基(—N H2)、巯基(—SH)等, 这些功能基团能够与生物高分子(氨基酸、蛋白质、酶等)中的活性基团共价结合, 从而实现磁性微球作为生物载体的功能。
同时通过磁性微球的功能基团也可在颗粒表面偶联特异性的靶向分子,如特异性配体、单克隆抗体等, 通过靶向分子与细胞表面特异性受体结合, 在细胞摄粒作用下进入细胞内, 可实现安全有效地用作靶向性药物、基因治疗、细胞表面标记、同位素标记等。
瑞典皇家理工学院的Mikhaylova等[ 3] 利用表面含有的—NH 2功能团的磁性微球运载BSA (牛血清蛋白), 先将功能基团—N H2 修饰到磁性纳米颗粒表面, 然后将BSA 中的—COOH 活化,利用—CO OH 和磁性微球表面的—NH2 形成肽键,从而实现磁性微球对BSA 的运载。
磁性高分子微球的制备及应用
作为基质与氧化锆、 镁铝水滑石等进行自组装， 制备
［ 18 ］ 如磁性固体酸等固体催化剂 。
［ 4］ 的磁微球 。
1. 2. 4 生物合成法 自然界中存在一些向磁微生物。如小螺菌细胞 中铁含量极高， 为干燥菌体的 3. 8 % ， 比一般的微生
第8 期
吴颉等： 磁性高分子微球的制备及应用
・ 25 ・
靶向给药系统的新剂型。在磁性纳米粒子表面涂覆 高分子， 再与蛋白质相结合。以这种磁性纳米粒子 作为药物的载体， 然后静脉注射到动物体内， 在外加 磁场下通过纳米微粒的磁性导航， 使其移向病变部 位， 就可达到定向治疗的目的。动物临床实验证实， 带有磁性的纳米微粒是发展这种技术的最有前途的 对象。 W i dder 等人在 1986 年制成一种磁性白蛋白微 球， 使其在外磁场的引导下集中于治疗部位， 缓慢释 放药物。实验研究表明， 未加磁场控制时， 肝脏代谢 脾脏代谢45 % ； 施加磁场控制时， 肝脏代谢仅 40 % ， 脾脏代谢 10 % 。这说明磁控制可减轻化疗药 5%， Anderson 等联合应用免 疫磁性微球和化学分离法从正常骨髓中清除 CAMA 结果表明免疫磁性分离后运用 -1 乳 腺 癌 细 胞， 10 P m l 的 4 - ~C 清除残余的癌细胞可获得 4 ～5 g／
的转化得到所需的功能团。 制备磁性微球通常应用的磁性物质有： 纯铁粉、 羰基铁、 磁铁矿、 正铁酸盐、 铁钴合金等， 尤以 Fe 3 0 4 磁流体居多。与磁性材料结合的高分子材料中天然 高分子材料有壳聚糖、 明胶、 纤维素等， 合成高分子 材料 最 常 用 的 是 聚 丙 烯 酰 胺 （PAM ） 和聚乙烯醇 （PVA ） 。其中天然高分子材料因具有价廉易得、 生 物相容性好、 可被生物降解等优点， 得到了广泛的研 究和应用。 1. 2 制备方法 磁性高分子微球的制备方法主要有包埋法、 单 体聚合法、 化学转化法、 生物合成法等。 1. 2. 1 包埋法 包埋法是运用机械搅拌、 超声分散等方法使磁 性粒子均匀悬浮于高分子溶液中， 通过雾化、 絮凝、 沉积、 蒸发等手段制得磁性高分子微球。磁性粒子 表面与亲水性高分子之间存在一定的亲和力， 所以
磁性高分子复合微球
磁性高分子微球专业：无机非金属材料工程1002班姓名：蔡曼菲学号： 201002128053 指导教师：段辉2013年11月6日磁性高分子复合微球磁性高分子复合微球是指通过适当的方法使有机高分子与无机磁性物质结合形成具有一定的磁性和特殊结构的微球。
通过对磁性复合高分子微球的学习，了解了非中空微球的无皂乳液聚合、种子乳液聚合、Picketing乳液聚合、细乳液聚合、反相乳液聚合、原位乳液聚合及分散聚合等制备方法及中空微球的设计与制备方法以及生物高分子磁性微球在固定化酶、靶向药物、细胞分离与免疫分析等领域的应用。
1 磁性生物高分子微球简介近20 年来, 磁性高分子微球的研究非常活跃,已从最简单的高分子包裹磁性材料发展到多种类型的组成方式。
磁性高分子微球由两部分组成: 具有导向性的核层( 磁核) 和具有亲和性、生物相容性的壳层, 其结构一般有4 种类型, 即: 核- 壳型、壳- 核型、壳- 核- 壳型和镶嵌型( 见图1) 。
磁性高分子微球的性质不仅与组成材料的性质有关, 还与制备方法有关。
因此, 制备方法的研究十分重要。
通常不同类型的磁性高分子微球其制备方法也有所不同。
2 生物高分子磁性微球的结构和性质磁性微球的核心部位是超细磁粉, 被高分子材料严密包裹。
核心部位赋予微球以分离功能, 外层生物高分子功能基团赋予微球载体的功能。
磁性微球在磁场的作用下可以用来移动、分离和定位, 而生物高分子作为载体可与其它材料, 如药物、抗原、抗体和酶等结合。
生物高分子磁性微球的壳层与磁核的结合主要是通过范德华力、氢键、配位键的作用。
生物高分子借助于这些作用力, 牢牢地束缚于金属氧化物晶体表面, 形成坚实的球状结构。
生物高分子磁性微球的分析方法: 磁性微球的粒径分布用激光散射法测定; 粒子形态用透射电镜拍照; 生物高分子磁性微球的组成用元素分析法测定; 其结构用红外光谱法测定; 微球中铁含量用原子吸收光谱法测定; 磁化率用热磁分析仪测定。
磁性微球的制备及其生物分离应用
1.磁性微球的概述 磁性微球的概述 2.磁性微球的结构和特性 磁性微球的结构和特性 3.磁性微球的制备 磁性微球的制备 4.磁性微球作为分离载体在生物分离中的应用 磁性微球作为分离载体在生物分离中的应用 5.展望 展望
1. 磁性微球的概述
磁性微球是由磁性粒子与各种含活性功能基团的材料 复合而成的具有一定磁性及特殊表面结构的粒子。磁性微 复合而成的具有一定磁性及特殊表面结构的粒子。 球的研究于20 世纪70 年代，国内在20 世纪80 年代以来 球的研究于 世纪 年代，国内在 世纪 日渐活跃。通过共聚合和表面改性， 日渐活跃。通过共聚合和表面改性，磁性微球表面可被赋 予多种活性功能基团， 予多种活性功能基团，如- COOH、- COH、- NH2 等， 、 、 也可共价结合酶、细胞、抗体等生物活性物质。 也可共价结合酶、细胞、抗体等生物活性物质。
3. 磁性微球的制备
硅烷偶联剂3-MPS在醇 在醇 硅烷偶联剂 醋酸条件下水解， ／醋酸条件下水解，3-MPS 基团水解生成-OH 的-OCH3基团水解生成 基团， 基团与Fe 基团，其-OH基团与 3O4表 基团与 面的-OH基团反应，使含有 基团反应， 面的 基团反应 双键的硅烷偶联剂3-MPS健 双键的硅烷偶联剂 健 接到磁性粒子表面， 接到磁性粒子表面，即生成 3-MPS修饰的 3O4微球。 修饰的Fe 微球。 修饰的 引发剂作用下， 在BPO引发剂作用下，苯乙 引发剂作用下 烯单体在3-MPS修饰的 烯单体在 修饰的 Fe3O4微球表面发生聚合反应， 微球表面发生聚合反应， 形成以聚苯乙烯为壳， 形成以聚苯乙烯为壳，Fe3O4 粒子为核的聚苯乙烯磁性微 球。
2.磁性微球的结构和特性 磁性微球的结构和特性
2.2 磁性微球的主要特性 相对于普通磁性颗粒材料， 相对于普通磁性颗粒材料，磁性微球具有良好的表面效 应和体积效应，具体反映在其比表面积激增， 应和体积效应，具体反映在其比表面积激增，微球官能团密 度和选择性吸附能力增大，吸附平衡时间大大缩短； 度和选择性吸附能力增大，吸附平衡时间大大缩短； 其次，它具有很好的选择性磁响应性， 其次，它具有很好的选择性磁响应性，当磁性四氧化 三铁晶体的粒径小于30nm时，具有超顺磁性，从而可以 三铁晶体的粒径小于 时 具有超顺磁性， 避免在使用中粒子之间发生磁性团聚； 避免在使用中粒子之间发生磁性团聚；
磁性聚合物微球的制备与应用
河北科技大学硕士学位论文磁性聚合物微球的制备与应用姓名：李媛申请学位级别：硕士专业：材料学指导教师：段玉丰20100528摘要摘要磁性聚合物微球是指通过适当的方法使聚合物与无机磁性粒子结合形成具有一定磁性及特殊结构的复合微球。
与常规微球相比，具有超顺磁性聚合物微球能够在外磁场的作用下迅速从混合物中分离出来。
重点研究了磁性聚合物微球的制备工艺、影响因素，表征了微球对牛血清蛋白的吸附性能。
通过扫描电子显微镜（SEM）、透射电镜（TEM）、 X-射线衍射（XRD）、红外光谱分析（IR）、震动样品磁强计（VSM）、紫外分光光度计和激光粒度仪对微球性能进行表征。
本文采用共沉淀法制得了纳米级磁性Fe3O4。
微粒粒径约在4 nm～8 nm之间，粒度分布窄，呈现不规则的四方形。
反应温度在60℃，熟化温度在80℃时纳米四氧化三铁的磁含量最高。
磁滞曲线的测试结果表明所制备的纳米Fe3O4具有超顺磁性。
然后以Fe3O4作为微球的核材料，用无皂乳液聚合法制备了直径在10 nm～20 nm 纳米磁性聚苯乙烯微球。
对反应器的影响、引发剂用量的影响和在不同相中的分散性能做了研究。
在制备纳米磁性聚苯乙烯微球的基础上，采用种子乳液聚合制得磁性PSt-MMA/PSt-V Ac微球，表面引入了极性官能团。
种子乳液聚合包覆后微粒的直径在20 nm～50 nm。
对单体用量、搅拌速度、超声震荡和离心作用的影响进行了研究。
测定了纳米磁性聚合物微球的皂化值，通过皂化反应在磁性聚合物微球表面引入羟基，表征了微粒表面的官能团数。
磁滞曲线测试的结果表明，在外加磁场下Fe3O4-高分子微球的饱和磁化强度下降了，但是仍表现出超顺磁特征。
测定了磁性高分子微球对牛血清蛋白的吸附性能。
随着纳米磁性微球表面上引入了更多的极性官能团，微球对蛋白质的吸附性能增加。
当种子乳液聚合使用的单体是醋酸乙烯酯时，酯基可通过皂化反应转化为羟基，Fe3O4-高分子微球对蛋白质的吸附能力增强。
功能化高分子磁性微球的机理及制备
功能化高分子磁性微球的机理及制备林青材科091班摘要磁性高分子微球是最近发展起来的一种新型功能高分子材料。
它具磁性粒子和高分子粒子的特性,在外加磁场的作用下既可方便地从介质中分离, 又因其表面积大、表面特性多样的优点可通过对其表面进行改性从而赋予其表面多种功能基，进而结合各种功能物质，在各个领域得到广泛应用。
本文就功能化磁性微球的作用机理及制备做了简要综述关键词磁性微球纳米颗粒功能化0 前言磁性高分子微球是指通过适当的方法使有机高分子与无机磁性物质结合起来形成的具有一定磁性及特殊结构的微球。
具有生物活性的高分子生物材料是高分子科学与生命科学之间相互渗透而产生的一个重要的边缘领域, 是近50 年以来高分子科学发展的一个重要特征。
功能化的高分子磁性微球一方面因其具有能够与生物活性物质反应的特殊功能团, 可以作为生物活性物质的载体, 另一方面又因其具有超顺磁性, 在外加磁场的作用下能快速、简单的分离, 使其在生物工程、生物医学( 靶向药物等) 、细胞学( 细胞分离、细胞标识) 等领域的研究日益增多, 具有较好的应用前景。
1 功能化磁性微球与生物大分子的作用机理包埋着磁性粒子的高分子材料具有多种有反应活性的功能基团, 如羧基( -COOH ) 、羟基( -0H) 、氨基( -NH 2 ) 等, 他们都能够与生物高分子(如氨基酸、蛋白质、催化酶等) 中的活性基团进行共价结合, 从而实现磁性微球作为生物载体的功能。
同时通过磁性微球的功能基团也可在颗粒表面偶联特异性的靶向分子(如特异性配体、单克隆抗体等), 靶向分子和细胞表面的特异性受体结合, 在细胞摄粒作用下进入细胞内, 可实现安全有效地用作靶向性药物、基因治疗、细胞表面标记、同位素标记等。
瑞典皇家理工学院的Mikhaylova 等曾运用表面含有的-NH2的磁性微球来运载BSA( 牛血清蛋白) ,他们先将-NH2修饰到磁性纳米颗粒的表面, 然后再将BSA 中的羧基进行活化, 羧基和氨基形成肽键, 从而实现磁性微球运载BSA 。
Fe3O4葡聚糖磁性微球的制备及在药物输运中的潜在应用
中 Fe3O4 纳米粒子衍射谱峰出现在 2θ ＝ 30.12， 35.51 ， 43.15，53.64，57.14，62.75°处 ，分别对应立方相Fe 3O4 的(220)，(311)，(400)，(422) ，(511)，(440)晶面，主要 衍射峰的大小和位置与标准 Fe3O4 的特征峰 相吻合。 说明Fe和 O主要以四氧化三铁的形式存在，而不是以三 氧化二铁或氢氧化铁的形式存在。对比图 1(a)与(b)的谱 图，可以看出峰位基本没有发生变化，表明在吸附葡聚
[11] [9] [7] [4~6] [3]
2.2 PSA @Fe3 O4的制备
PSA@Fe3 O4 微粒的典型制备如下： PSA分散在乙 醇：去离子水比例一定的溶液中，超声2h使分散均匀。 将一定量的二次水超声20min， 使溶解的空气排除干净， 称取FeC13 · 6H2O溶解在其中，快速加入到分散好的 PSA 溶液中， 防止空气进入。在500ml三颈瓶中搅拌20min， 然后将无水Na2SO3加入经过同样处理的二次水中， 通过 分液漏斗加入上述混合溶液，用氨水调 pH ＝8左右，整 个反应过程氮气保护。在机械搅拌下，温度保持 65℃ ， 反应3h。反应结束后将反应液冷却至室温，采用磁性分 离得到沉淀。 棕褐色沉淀用去离子水洗涤 3次 ，最后用 乙醇洗涤，50℃真空干燥 5h。
2.3 PSA @Fe3 O4空心微球的获得
将制备好的纳米粒子干燥后，加入到THF 中，静置 20min。磁性 分离， 吸走上层液，用去离子水洗涤，真 空干燥， 得Fe3O 4空心微球。
用超声法共
沉淀制备 Fe3O 4生物相容微球。文献报道多为共沉淀法，
* 基金项目 ：国家自然科学基金资助项目（ 10672154） ； 高等学校博士学科点专项科研基金（ 20050358010 ）
磁性高分子微球的制备与表征的开题报告
磁性高分子微球的制备与表征的开题报告一、背景磁性高分子微球是一种具有独特性质的复合材料，具有高度可控的结构和磁性特性，被广泛应用于生物医学、环境清洁、化学传感、分离纯化和催化等领域。
制备磁性高分子微球的方法多种多样，如化学还原法、悬浮聚合法、自由基聚合法、热交换共聚等方法均可用于制备磁性高分子微球。
磁性高分子微球的表征主要包括形貌、粒径、磁性能和性质等方面，这些都是评价磁性高分子微球制备的指标。
二、研究问题本文研究的主要问题是如何制备具有优异性质的磁性高分子微球，重点关注其结构和磁性特性。
具体研究内容包括以下几个方面：1. 磁性高分子微球制备的方法：选择适合的方法制备磁性高分子微球，比较不同方法的优缺点。
2. 磁性高分子微球的形貌和粒径的表征：使用扫描电镜和动态光散射仪对磁性高分子微球的形貌和粒径进行表征。
3. 磁性高分子微球的磁性能的表征：使用振动试验系统和霍尔效应仪对磁性高分子微球的磁性能进行表征。
4. 磁性高分子微球的应用：将制备好的磁性高分子微球应用于生物医学、环境清洁、化学传感等领域。
三、研究方法本文采用化学还原法制备磁性高分子微球，使用扫描电镜和动态光散射仪对微球的形貌和粒径进行表征，使用振动试验系统和霍尔效应仪对磁性高分子微球的磁性能进行表征。
最后，对制备好的磁性高分子微球进行应用研究，探究其在生物医学、环境清洁、化学传感等领域中的应用情况。
四、预期结果通过本文的研究，预计可以得到如下初步结论：1. 使用化学还原法制备的磁性高分子微球，具有较好的磁性能和形貌特征。
2. 磁性高分子微球的粒径范围较窄，分布较为均匀。
3. 磁性高分子微球具有一定的生物医学、环境清洁、化学传感等应用前景，但尚需进一步的研究和探索。
五、研究意义磁性高分子微球具有广泛的应用前景，在生物医学、环境清洁、化学传感等领域中具有重要的应用价值。
本文旨在对磁性高分子微球的制备与表征进行研究，为其在应用领域中的开发与应用提供参考，具有重要的学术意义和应用价值。
生物提取用磁性微球的制备及其性能
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文 章 编 号 ：０ ２ １２ （０ ０）９ Ｏ ６ — ３ １０ — ４ ２ １ ０ 一 Ｏ ４ ０ １
２ １ 年第 ９ ００ 期
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磁性微纳米材料的制备,表征及应用
磁性微纳米材料的制备，表征及应用通过将各种功能特性赋予微球使其带有一些新颖的性质。
进一步对其组分及形态进行调控。
我们得到了一系列具有特殊作用的功能性微球。
这些微球在催化,药物释放以及基因载体等方面展现了良好的应用前景。
本文将介绍一系列磁性微球的制备,功能和形态的调控,形成机理的阐述以及其在催化与生物医药方面的应用研究。
我们利用了一种简便和通用的方法来制备磁性四氧化三铁/高分子的核壳型复合微球。
通过一步蒸馏沉淀聚合将具有不同功能基团的高分子壳层包覆到磁性四氧化三铁微球表面。
通过这种方法,各种功能性基团例如羧基,羟基,酰胺,以及酯基都能有效的赋予于高分子壳层。
而且壳层的厚度能有效的通过单体的量来进行调控。
带有羧基功能基团的P(MBAAm-co-MAA)壳层包覆的磁性微球能够用来负载一系列的金属纳米颗粒,包括金,银,钯。
而且我们制备的微球具有很高的磁饱和强度,因此该类微球在催化方面将具有广泛的应用前景。
进一步,我们在制备Fe3O4@P(MBAAm-co-MAA)微球表面通过溶胶凝胶法包覆上层带有致孔剂的二氧化硅,通过灼烧得到有强磁性内核与具有介孔壁的空心微球,该微球具有很强的超顺磁性,大的比表面积,同时还有一个很大的空腔。
通过对该微球执行体内与体外毒性的测试,该微球展示了良好的生物相容性。
同时,该微球可以通过简单的硅烷偶联来进行接枝上叶酸与PEG。
而且通过修饰后该微球具有明显的药物缓释作用。
最后我们以一种基于静电自组装的简便方法被用来制备P(MBAAm-co-MAA)/Fe3O4有机-无机复合微球以及相应的磁性空心微球。
空心磁球的壳层厚度(18-35nm)以及空腔大小(110-300nm)通过改变四氧化三铁纳米粒子的量以及P(MBA-MAA)模板微球的大小来进行调控。
我们所制备得到的空心磁球就有很高的饱和磁场强度并且具有多孔的壁结构。
该微球被用作药物载体来进行药物释放,它展示了良好的可控释放过程。
基于这些优良的性质,我们制备的空心磁球能够被潜在的应用于生物医药方面。
药物载体磁性高分子微球的制备及应用研究进展_宋佳
第39卷第8期辽宁化工Vol．39，No．8 2010年8月Liaoning Chemical Industry August，2010药物载体磁性高分子微球的制备及应用研究进展宋佳，朱春山，张强，邱莉（河南工业大学化学化工学院，河南郑州450001）摘要：介绍了药物载体磁性高分子微球的研究现状，总结了常用的制备方法及应用进展，展望了磁性高分子微球的发展前景。
关键词：药物载体；磁性高分子微球；研究进展中图分类号：TQ460文献标识码：A文章编号：10040935（2010）08082004目前，随着人们生活水平的日益提高，人们越来越认识到健康的重要性，于是对药物的治疗水平也提出了更高的要求。
现在医学上对肿瘤的治疗，除外科手术外，主要是使用化学药物、生物毒素及放射性核素等来杀死癌细胞，但是这种给药方式的药物分布全身，选择性低、用量大、毒副作用大、疗效低、抗肿瘤药物很快从作用部位消失等缺陷，所以寻求一种选择性高，疗效好，无毒性，生物相容性好的可降解药物传递系统具有十分重要的意义［1］。
由于在靶向药物系统中，药物载体磁性高分子微球能够弥补以上缺点又具有很好的应用发展前景，于是引起了国内外学者的广泛关注，成为当今研究的一个热门课题。
1药物载体磁性高分子微球作为药物载体的磁性高分子微球，是一种新型的功能高分子材料，由超顺磁性纳米粒子（包括磁性金属如Fe3O4、Fe2O3或其它金属氧化物等）与高分子材料或无机材料等结合形成的聚合物。
磁性高分子微球作为给药物载体，具有以下优点：①药物随着载体被吸附到靶区周围，使靶区很快达到所需浓度，而在其它部位分布量相应减少，因此可降低给药量；②药物绝大部分在局部作用，相对减少了药物对人体正常组织的副作用，特别是降低对肝、脾、肾等造血和排泄系统的损害；③加速产生药效，提高疗效；④药物载体由磁定位，实现了靶向给药；⑤固定磁场或交变磁场可诱导磁性载体发热，实现了化疗和热疗同步进行［2－3］。
聚苯乙烯-丙烯酸磁性高分子微球的制备及性能
第25卷第7期高分子材料科学与工程Vol.25,No.7 2009年7月POL YM ER MA TERIAL S SCIENCE AND EN GIN EERIN GJ ul.2009聚(苯乙烯2丙烯酸)磁性高分子微球的制备及性能杨瑞成1,2,郧 栋1,穆元春1(1.兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室;2.兰州理工大学有色金属合金省部共建教育部重点实验室,甘肃兰州730050)摘要:以苯乙烯为单体、丙烯酸为功能基单体、N ,N ′2亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,加入自制的纳米Fe 3O 4磁流体,采用分散聚合的方法制备出聚(苯乙烯2丙烯酸)磁性高分子微球。
采用XRD 、FT 2IR 、SEM 、752N 型分光光度计和化学滴定法,对所制得的磁性高分子微球进行了表征及性能分析,研究了交联剂N ,N ′2亚甲基双丙烯酰胺的加入对其性能的影响。
结果表明,所制磁性微球粒径在017μm ～2m 之间,单分散性好;交联剂对微球性能有着明显的影响,随着交联剂的增加,微球粒径变小、粒径分布变宽、表面羧基含量增加、耐酸碱性增强,最佳含量应为单体用量的4%。
关键词:Fe 3O 4纳米微粒;磁性高分子微球;分散聚合;交联剂中图分类号:TB383 文献标识码:A 文章编号:100027555(2009)0720114204收稿日期:2008206204基金项目:甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室基金(SK L05011)通讯联系人:杨瑞成,主要从事材料微观结构与性能研究, E 2mail :yangruic @ 磁性高分子微球是指通过用适当的方法将纳米无机磁性粒子与高分子结合起来形成的具有一定磁性和特殊结构的复合材料[1,2]。
由于其既具有磁性又具有不同的功能性基团(-OH 、-COH 、-COOH 、-N H 2、-OH 等),因此在生物工程、有机与生化合成、分析化学、标准计量等方面都有着广泛的应用前景[3,4]。
磁响应微球
磁响应微球是一种新型磁性材料，由磁性无机粒子与有机高分子结合形成，具有磁响应性和特殊结构。
这种材料不仅可以像普通高分子微球一样具有多种特性，还可以在外加磁场的作用下实现导向功能。
磁性高分子微球的制备主要有两条途径：一是利用天然高分子直接包埋磁性材料形成具有磁核的高分子微球；二是在磁流体存在下通过单体聚合形成磁性微球。
通过适当的方法，可以在复合微球中控制纳米粒子的分布，制备具有不同组织层次结构的磁性聚合物微球。
磁响应微球的应用广泛，例如，可以用于制备磁性药物载体，实现药物的磁响应释放，降低药物的突释，提高药物的缓释效果。
此外，磁响应微球还可以用于肿瘤热化疗、细胞分离和生物传感等领域。
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作者简介:吴颉,1978年生,硕士研究生,研究方向为高分子材料化学。
开发与应用磁性高分子微球的制备及应用吴 颉 王 君 景晓燕 张密林(哈尔滨工程大学化学工程系,哈尔滨 150001)摘 要 本文对新型功能材料磁性高分子微球的组成、制备方法、应用及其发展前景进行了简要介绍。
关键词 磁性高分子微球,磁性载体,固定化酶The preparation and utilization of magnetic microspheresWu Jie Wang J un Jing Xiaoyan Zhang Milin(Department of Chemical Engineering ,Harbin Engineering University ,Harbin 150001)Abstract The composition ,preparation ,application and development prospect of magnetic microspheres are re 2viewed in this article 1K ey w ords magnetic microspheres ,magnetic carrier ,immobilized enzyme 磁性高分子微球是最近发展起来的一种新型功能高分子材料。
它兼具磁性粒子和高分子粒子的特性,既可方便地从介质中分离,又可对其表面进行修饰从而赋予其表面多种功能团。
因为其具有优异的特性,得以广泛地应用于精细化工、生物医学、生物工程学、细胞学等诸多领域。
近年来适应不同要求的磁性高分子微球已成为一个新的研究热点。
本文就磁性高分子微球的制备及应用作简要介绍。
1 磁性高分子微球的制备111 组成材料目前制备的磁性高分子微球主要有核-壳式结构和壳-壳-核结构。
核-壳式结构中,核既可为磁性材料,也可由聚合物组成,壳则相应为聚合物或无机物。
通过单体共聚可以在磁性微球表面载上一定的功能团,实现磁性微球的表面功能化。
如果单体共聚反应困难或表面无功能团,则可通过功能团的转化得到所需的功能团。
制备磁性微球通常应用的磁性物质有:纯铁粉、羰基铁、磁铁矿、正铁酸盐、铁钴合金等,尤以Fe 3O 4磁流体居多。
与磁性材料结合的高分子材料中天然高分子材料有壳聚糖、明胶、纤维素等,合成高分子材料最常用的是聚丙烯酰胺(PAM )和聚乙烯醇(PVA )。
其中天然高分子材料因具有价廉易得、生物相容性好、可被生物降解等优点,得到了广泛的研究和应用。
112 制备方法磁性高分子微球的制备方法主要有包埋法、单体聚合法、化学转化法、生物合成法等。
11211 包埋法包埋法是运用机械搅拌、超声分散等方法使磁性粒子均匀悬浮于高分子溶液中,通过雾化、絮凝、沉积、蒸发等手段制得磁性高分子微球。
磁性粒子表面与亲水性高分子之间存在一定的亲和力,所以第30卷第8期化工新型材料Vol 130No 182002年8月N EW CHEMICAL MA TERIAL SAug.2002若把磁性粒子浸泡于这些高分子的溶液中,再经过乳化等处理过程,就可以在磁性粒子表面形成高分子壳层。
为了增加微球的稳定性,可用交联剂交联高分子壳层等进行稳定化处理。
天然高分子磁性微球均采用这种方法制备。
该法简单易行,但制得的磁性微球粒径难于控制,形状不规则,在细胞分离等领域的应用受到限制。
安小宁等采用壳聚糖包埋磁粉,经戊二醛修饰、环氧氯丙烷交联制得高磁性壳聚糖微粒,并将其共价结合卵清粘蛋白得到磁性亲和吸附剂,应用于胰蛋白酶的亲和纯化[1]。
11212 单体聚合法单体聚合法是先将磁性粒子、单体、引发剂、稳定剂等的混合液通过均化器分散均匀,再在适当的条件下进行聚合以制备核-壳式磁性高分子微球的方法。
聚合方法主要有:悬浮聚合、分散聚合、乳液聚合(包括无皂乳液聚合,种子聚合)等。
因为很多有机单体疏水性很强,难以与磁核的亲水表面紧密结合,所以往往要对磁微球表面进行预处理,使其表面具有一定的疏水性,或者适当改变聚合体系的有机组成,以利于聚合的进行。
所制备的磁微球粒径分布范围宽,难以形成均匀包裹的高分子微球。
Noguchi等用乳液聚合法制备了磁性高分子微球,讨论了影响颗粒大小的因素及磁微球完全被包裹的条件[2]。
邱广明以聚乙二醇修饰的磁性氧化铁粒子作为聚合种子投入乙醇/水分散介质中,进行丙烯醛和苯乙烯的共聚,得到了微米级的磁性复合微球,并考察了磁性种子(Fe3O4-PEG)、丙烯醛、苯乙烯、引发剂和分散介质对共聚体系和复合微球形成的影响[3]。
11213 化学转化法化学转化法是指先合成均一的多孔有机聚合物微球,微球中含有-Cl、-CHO、-NO2、-OH等官能团,均匀地分布于微球的表面和孔洞中,然后将一定浓度的Fe2+和Fe3+渗透到微球的内部与上述基团作用而被固定,再升高p H值使Fe2+和Fe3+在孔中形成Fe3O4。
此法操作简便,所制备的磁性微球粒径和磁性都具有高度的均一性,但对聚合物微球的要求比较严格。
Manchium制备了多孔的聚苯乙烯微球,用上述方法处理后得到了粒径均匀、悬浮性好的磁微球[4]。
11214 生物合成法自然界中存在一些向磁微生物。
如小螺菌细胞中铁含量极高,为干燥菌体的318%,比一般的微生物铁含量高100倍。
它们都单畴晶体,有超常磁性。
向磁微生物在沿着地球磁力线移动时可以在体内合成生物膜包被的超微磁粒体,如将其由向磁微生物中分离,就可以大量地生产粒径均匀的天然磁微球。
细菌磁性粒子具有形状小、均匀、机体适应性好的特点。
如果药物释放装置采用向磁性细菌合成的磁性微粒,就可得到更好的治疗效果。
另外细菌内的磁性微粒为蛋白质和脂膜所包裹,利用这种膜可以使天然磁微球应用于人造磁微球难以达到的药物释放、分离、计量等目的。
目前向磁性细菌尚处于基础研究阶段,有待于进一步研究[5]。
此外,人们还将一些新的方法用于制备磁微球。
如S1Avivi用两种新型声化学方法合成了磁性蛋白微球,一种以水为溶剂,另一种以萘烷为溶剂,并对其性质进行了讨论[6]。
张津辉利用Co60γ射线辐射聚合制备了胺基、羟基、羧基、醛基四种类型的磁性微球,并在免疫分析中得到了初步应用[7]。
2 磁性高分子微球的应用磁性高分子微球因为具有磁性,在磁场作用下可定向运动到特定部位,或迅速从周围介质中分离出来。
这些性能使其具有极广阔的应用前景,因而在生化分离、靶向制剂、固定化酶、免疫分析、催化研究等方面都得到了广泛的应用。
211 细胞分离磁性高分子微球作为不溶性载体,可在其表面接上具有生物活性的吸附剂或其它配体等活性物质,利用它们与特定细胞的特异性结合,在外加磁场的作用下将细胞分离、分类并对其种类、数量分布进行研究。
如把单克隆抗体与磁性微球结合可将磁微粒直接地连接到肿瘤细胞上,利用外加磁场就可将结合的肿瘤细胞与未结合的正常骨髓细胞分离开。
现在能结合抗体的磁性微球有铁蛋白、胶体钴及含磁多聚复合物。
铁蛋白和胶体钴分离所需磁场强度较强,含磁多聚复合物则可较易地从细胞液中分开。
英国、美国已将这一技术应用于临床。
比起常用的细胞分离方法来,磁性微球分离法简便、快速、高效,在这一领域显示出了引人注目的应用前景。
Kato等利用磁微球从人体外周血中分离出造血细胞CD34+[8]。
Lauva用固定有肝硫酯的磁性胶体粒子从血液中分离红细胞[9]。
212 靶向制剂磁性药物微球是磁性药物制剂的一种类型,是・24 ・化工新型材料第30卷靶向给药系统的新剂型。
在磁性纳米粒子表面涂覆高分子,再与蛋白质相结合。
以这种磁性纳米粒子作为药物的载体,然后静脉注射到动物体内,在外加磁场下通过纳米微粒的磁性导航,使其移向病变部位,就可达到定向治疗的目的。
动物临床实验证实,带有磁性的纳米微粒是发展这种技术的最有前途的对象。
Widder等人在1986年制成一种磁性白蛋白微球,使其在外磁场的引导下集中于治疗部位,缓慢释放药物。
实验研究表明,未加磁场控制时,肝脏代谢40%,脾脏代谢45%;施加磁场控制时,肝脏代谢仅5%,脾脏代谢10%。
这说明磁控制可减轻化疗药物对脏器的毒副作用[10]。
Anderson等联合应用免疫磁性微球和化学分离法从正常骨髓中清除CAMA -1乳腺癌细胞,结果表明免疫磁性分离后运用10μg/ml的4-HC清除残余的癌细胞可获得4～5个对数级的癌细胞清除率[11]。
Rusetski和Ruuge将右旋糖苷与磁性载体结合,制备了包有右旋糖苷的磁性高分子微球,并用其作为药物载体[12]。
213 固定化酶运用磁性高分子微球作为结合酶的载体,具有以下优点:①有利于固定化酶从反应体系中分离和回收,操作简便。
对于双酶反应体系,当一种酶的失活较快时,就可以用磁性材料来固载另一种酶,回收后反复使用,降低成本;②磁性载体固载酶放入磁场稳定的流动床反应器中,可以减少持续反应体系中的操作,适合于大规模连续化操作;③利用外部磁场可以控制磁性材料固定化酶的运动方式和方向,替代传统的机械搅拌方式,提高固定化酶的催化效率[13]。
Munko将cellulose-Fe3O4、polyacrylamide-Fe3O4、Nylon-Fe3O4等磁性微球用于凝乳化蛋白酶的固定,详细考查了不同壳层、不同磁核及粒径对酶活性及固定量的影响[14]。
Y oshimoto等在用过氧化氢还原三价铁离子合成Fe3O4磁流体时,以、ω-二羧甲基聚乙二醇作分散剂,然后用N-羟基琥珀酰亚胺法活化磁性微球,将微球和脂肪酶或L-天门冬酰胺酶的磷酸缓冲液混合后,室温下搅拌1h,得到的磁性固定化酶很容易从反应混合物中回收,并且没有酶的活性损失[15]。
214 催化剂分离将纳米级催化剂固载于磁性微球上,可以利用磁分离方便地解决纳米催化剂难以分离和回收的问题。
而且如果在反应器外加旋转磁场,可以使磁性催化剂在磁场的作用下进行旋转,一方面避免了具有高比表面能的纳米粒子间的聚集。
同时,每个具有磁性的催化剂颗粒在磁场的作用下可在反应体系中进行旋转,起到搅拌作用,这样可以增大反应中催化剂间的接触面积,提高催化效率。
Sinan等以戊二醛交联法将转化酵素固定于磁性聚乙烯醇微球上,用于蔗糖的水解[16]。
A1G1Anshits等用磁性微球和煤胞[cenosphere,空心煤粒(胞)]制备了一种新型玻璃态催化剂,用于甲烷的氧化[17]。
另外磁微球还可作为基质与氧化锆、镁铝水滑石等进行自组装,制备如磁性固体酸等固体催化剂[18]。
215 化工分离磁性离子交换树脂具有可以用于大面积动态交换与吸附的优点,因而大量用于化工分离过程。
磁性树脂具有许多一般的离子交换树脂所不具备的优点。
只要在流体出口处设置适当的磁场,树脂即可被收集,以便再生并循环使用,因此可以用来处理各种含有固态物质的液体,使矿场废水中微量贵金属的富集,生活和工业污水的无分离净化等应用得到实现。