[课件]磁性萃取PPT

纯粹的氧化铁纳米粒子很容易聚集,这可能会改变其磁性。 这些纳米大小的金属氧化物没有目标选择性,不适合用于复 杂基质样品的萃取,
因此： 通常需选择一种合适的涂层对其进行表面改性,以使纳米
粒子稳定并防止其表面氧化。如：十八烷基硅烷(ODS)材 料、聚苯乙烯涂层
2006-9-14
磁性萃取操作步骤
含有目标物的液体与磁珠混合，培育阶段两者发生 偶联反应。 磁珠目标物复合体被磁分离器分离 清洗复合体表面的杂质
位置有一个与其同心的空心圆筒, 其内部有一个与
圆筒同心且长度相同的实心圆柱棒, 在圆筒与圆柱 之间存在与它们同心的两个短圆筒, 分别位于进口 和出口位置。 操作：样品溶液和载液分别通过进口a 和b 进入磁 性分离器。具有不同磁化率的样品组分在磁场作用 下获得不同的场致流速, 因此分别通过出口a 和b 流
首先是发展磁性微粒的制备技术, 解决减小粒径和增强磁响应性之 间的矛盾, 提高磁性微粒的稳定性和生物相容性； 其次是磁场的施加问题。在常规磁泳技术中, 外磁场是静止不动 的。由于磁场强度随着作用距离的增加而迅速衰减, 使得磁性粒 子在磁场方向的迁移距离十分有限, 极大地影响了磁泳分离的分 辨率
进两个组分收集器。
2006-9-14
微芯片磁泳分离
结构：微芯片磁泳装置的核心部件为一矩
形中空的平板微芯片分离室, 两端均匀分布 着许多液体进口和出口通道, 分离室的上方 放置一块永磁铁( 图4) 。
操作：
样品溶液从进口通道连续进入分离室, 沿 着x轴方向做层流流动； 样品中的非磁性组分将在与样品进口相 对应的出口处离开分离室； 磁性组分由于受到与x 方向垂直的y 方向 上磁性作用力而产生y 方向上的运动；
2006-9-14
小结

磁泳分离技术已经成为生物分离分析领域的研究热点。 四极磁场下的磁泳分离技术实现了对细胞等生物体的磁泳 淌度的快速测定和快速连续制备分离。 微芯片上的磁泳分离技术则使得微分析系统上游的样品制 备与分离及下游的样品分析或被分离组分收集的高度集成 成为可能。

磁泳技术的引入为生物微粒的分离纯化提供了基于磁泳的 生物分离分析技术新的途径, 但规模化应用必须解决如下3 个主要问题:
微芯片磁泳分离；
2006-9-14
磁性分流薄层分级
磁性分流薄层分级( split������ flow
thinfractionation, SPLITT) 是为分离具有磁响应
性的大分子、胶体和微粒而发展起来的新型制 备分离纯化技术。 载体溶液和样品溶液分别通过入口a 和b 进入 磁性分离通道。 当样品粒子被载流体携带通过分离通道时, 磁 性微粒会受到外磁场的作用力在分离通道的径 向上发生磁泳迁移。 载液的流速通常高于样品溶液的流速, 以便减 小样品粒子因扩散而引起的区带扩张。 可以根据粒子的场致流速的差别, 对不同磁化 率的粒子进行分离。 实例：应用这一技术测定了不同离子标记的红 血细胞的磁化率。
2006-9-14
与常规的固相萃取(SPE)柱填料相比：

纳米粒子的比表面积大、扩散距离短,只需使用少量的吸附剂 和较短的平衡时间就能实现萃取分离,因此具有较高的萃取能 力和萃取效率；

经功能化修饰,磁性吸附剂有望实现对分析物的选择性萃取。
磁性吸附剂经适当的润洗之后可以循环使用；
2006-9-14
磁性萃取技术的概念、原理
Co、Ni及其氧化物等）和高分子两部分组成。
超顺磁性：当磁性的粒径小于某一临界尺寸后，在有外
磁性微球：一般由具有超顺磁性无机纳米磁性材料（Fe、
加磁场存在时，表现出较强的磁性；但当外加磁场撤销 后，无剩磁，不再表现出磁性。
磁性微球类型：核壳型、混合型、多层型
磁性萃取
外场强化萃取技术
离心力场
电场
外场
超声场 磁场
微波
2006-9-14 , 2007. 新型萃取分离技术的发展及应用[M]. 化学工业出版社
磁性萃取技术
1、磁性固相萃取技术(MSPE)
基于磁性纳米材料的使用，利用磁性微球吸附
目标物 2、基于磁泳的分离技术 利用磁场诱导的微粒运动即磁泳对磁响应性粒 子进行精细分离
稳定的合成聚合物,它是在模板分子存在的条件下与单体交
联得到的聚合物。聚合后,将模板从聚合物上洗脱下来,留下 的特定的空腔结构能够选择性识别与模板分子结构相近的物
质。
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3、磁性金属-有机框架材料(MOF)
超高的比表面积、可控的孔结构,在气体吸附、催化、储氢、
吸附等领域具有应用潜力。
为什么要进行磁性粒子的改性?
2006-9-14
磁性微球特性：
具Fra Baidu bibliotek良好的表面效应和体积效应
很好的选择性磁响应性
物理化学性质稳定并且有一定的生物相容性 表面改性带有多种活性的功能基团，专一性的分 离生物大分子
原理：磁球吸附目标物，然后通过磁分离器进行分
离，最后从磁球上把目标物洗脱下来，达到纯化目 标产物的目的。
2006-9-14
2006-9-14
四极磁场磁泳分离
四极磁场流动分离( quadrupole
magnetic flowsort ing,QMS) 技术是在分流薄
层分离技术上发展出来的一种连续磁泳分离技术。 由于其样品处理的高通量特点, 这一技术在细胞分 选方面具有明显的优势。 结构：4 个双曲型的永磁铁, 在这4 个永磁铁的中心

通过洗脱使目标物从复合体中分离，得到纯化的目 标产物。
2006-9-14
混合物的磁性分离
低通量：（磁性沉降） 一般的磁铁即可用于普通实验的分离； 要求高的可以使用商品化的稀土强磁分离器。 将EP管或者离心管静置于包埋有磁性材料的分 离架上 高通量：（磁泳技术） 磁性分流薄层分级；
四极磁场磁泳分离；
磁性微球材料
1、磁性碳材料
活性炭、碳纳米管等碳材料、石墨烯 石墨烯（1）本身具有超大的比表面积,大的共轭体系,很强的疏 水性,较 高的耐酸、耐碱、耐热性能和化学稳定性; （2）可与有机分子产生强的π-π 电子相互作用; （3）合成石墨烯的原料是石墨,价格低廉,制备成本远低 于 碳纳米管 2、磁性分子印迹材料 分子印迹聚合物(MIPS)是一种具有选择性分子识别位点的