生物医用高分子微球制备与应用

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高分子微球和微囊

高分子微球和微囊

高分子微球和微囊一、引言高分子微球和微囊是现代材料科学中的重要组成部分,它们在许多领域都有广泛的应用,如药物传递、生物检测、催化剂载体、吸附剂、电子器件等。

这些微小球体具有独特的物理和化学性质,包括高比表面积、可调的孔径和形态、良好的化学稳定性等,使得它们成为许多应用领域的理想选择。

二、高分子微球的制备高分子微球的制备方法有多种,包括乳液聚合法、悬浮聚合法、模板法等。

其中,乳液聚合法是最常用的方法之一,通过将单体、引发剂、乳化剂等混合,形成油/水乳液,然后在一定条件下进行聚合,最后洗涤、干燥得到高分子微球。

这种方法制备的微球粒径一般在微米级别,粒径分布较窄。

三、高分子微球的性质高分子微球具有许多独特的性质,如高比表面积、良好的化学稳定性、可调的孔径和形态等。

这些性质使得高分子微球在许多领域都有广泛的应用,如药物传递、生物检测、催化剂载体等。

同时,高分子微球的表面性质和功能化也得到了广泛的研究,可以通过接枝不同的功能基团来改变其表面性质,从而拓展其在不同领域的应用。

四、高分子微球的应用1.药物传递:高分子微球可以作为药物载体,将药物包裹在微球内部或附着在微球表面,通过控制药物的释放速度和释放方式,实现药物的缓释或控释。

这种药物传递方式可以提高药物的疗效和降低副作用。

2.生物检测:高分子微球可以作为生物检测的标记物或载体,如抗原-抗体反应中的标记物、核酸探针的标记物等。

通过与目标生物分子特异性结合,可以实现生物分子的快速、灵敏检测。

3.催化剂载体:高分子微球可以作为催化剂的载体,通过在微球表面负载催化剂,可以有效地提高催化剂的分散度和活性,从而提高催化反应的效率和选择性。

4.吸附剂:高分子微球可以作为吸附剂,通过物理或化学作用吸附气体或液体中的杂质或有害物质。

这种吸附剂可以重复使用,且易于再生和处置。

5.电子器件:高分子微球在电子器件中也有广泛应用,如聚合物太阳能电池、发光二极管等。

通过改变高分子微球的形貌和排列方式,可以提高电子器件的性能和稳定性。

生物医用高分子材料的制备生产方法

生物医用高分子材料的制备生产方法

生物医用高分子材料的制备生产方法
1. 共聚物法:指将两个或更多的单体在聚合反应中同时进行聚合,得到的高分子材料称为共聚物。

常用的共聚物制备方法包括自由基共聚、阴离子共聚、阳离子共聚及复合共聚等。

例如合成聚乙烯醇和聚乙烯醇接枝聚乙二醇共聚物。

2. 溶液法:将高分子前体或分子筛等添加到有机溶液中,通过溶剂挥发或凝胶化等方法制备高分子材料。

例如制备丙烯酸共聚物的方法。

3. 电纺法:将高分子材料通过高电场作用下,由一根金属针头或环状电极喷出成纤维,形成纳米级的纤维网,主要用于制备纳米级纤维和膜材料。

例如以聚乳酸为原料制备的纳米级聚乳酸纤维。

4. 压延法:通过将高分子料均匀地压搓,加热后将高分子材料制成膜状材料。

例如制备聚苯醚膜的方法。

5. 喷雾干燥法:将高分子溶液通过喷雾器雾化成小颗粒,然后通过干燥制成高分子材料。

例如制备聚酰胺6 纳米颗粒的方法。

生物高分子材料在医药领域中的应用

生物高分子材料在医药领域中的应用

生物高分子材料在医药领域中的应用生物高分子材料是一类具有自然来源、生物相容性、再生能力好、生物活性高等特点的高分子材料,在医药领域中得到广泛应用。

不同种类的生物高分子材料,具有不同的特性和功能,可以用于制备药物载体、组织修复材料、医用器械等医药产品。

一、药物载体生物高分子材料作为药物载体,能够通过调控药物的释放速率和控制性能,提高药物的疗效和降低副作用。

例如,聚乳酸、聚己内酯等生物高分子材料,可以制备成纳米颗粒、微球等形态,作为药物的载体,能够改善药物的生物利用度和药物在体内的分布,从而提高疗效和减少副作用。

与传统药物制剂相比,生物高分子材料制备的药物载体具有较高的稳定性和长时间的药物释放能力,能够满足临床上的需求。

二、组织修复材料生物高分子材料还可以作为组织修复材料,用于修复人体组织损伤和缺损。

例如,胶原蛋白、明胶、海藻酸等生物高分子材料,能够促进组织的再生和修复,具有良好的生物相容性和生物降解性。

这些材料可以制备成支架、薄膜、凝胶等形态,置于损伤区域进行修复。

与传统的人工材料相比,生物高分子材料不会引起免疫反应和排异反应,能够促进组织的再生和修复,从而达到良好的治疗效果。

三、医用器械生物高分子材料还可以用于制备医用器械,如输液管、人工关节、心脏支架等。

这些器械具有良好的生物相容性和生物降解性,可以与人体的组织和器官良好地接触,不会引起免疫反应和排异反应。

同时,生物高分子材料具有较高的弹性和可塑性,能够制备成各种形态的器械,满足临床上的需求。

总之,生物高分子材料在医药领域中的应用广泛,具有很好的应用前景。

随着技术的不断进步和研究的深入,生物高分子材料在医药领域中的应用将会更加广泛和深入。

生物医用高分子材料的制备生产方法

生物医用高分子材料的制备生产方法

生物医用高分子材料的制备生产方法生物医用高分子材料是指用于医疗领域的高分子材料,具有生物相容性、生物降解性、生物活性等特点,可用于制备医用器械、药物载体、组织工程等领域。

本文将介绍生物医用高分子材料的制备生产方法。

一、生物医用高分子材料的选择生物医用高分子材料的选择应考虑其生物相容性、生物降解性、生物活性等因素。

常用的生物医用高分子材料包括聚乳酸(PLA)、聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)、聚己内酯(PCL)、明胶、壳聚糖等。

这些材料具有良好的生物相容性和生物降解性,可被人体代谢和排泄,不会对人体造成损害。

二、生物医用高分子材料的制备方法1. 溶液法溶液法是一种常用的生物医用高分子材料制备方法。

该方法将高分子材料溶解于有机溶剂中,制备成溶液后通过旋涂、喷涂、浸涂等方法涂覆在基材上,制备成薄膜、纤维、微球等形态的材料。

该方法制备的材料具有良好的形貌和结构,可用于制备药物载体、组织工程等领域。

2. 熔融法熔融法是一种将高分子材料加热至熔融状态后制备材料的方法。

该方法将高分子材料加热至熔融状态后,通过挤出、注塑、压制等方法制备成所需形态的材料。

该方法制备的材料具有良好的力学性能和加工性能,可用于制备医用器械、组织工程等领域。

3. 电纺法电纺法是一种将高分子材料通过电场作用制备成纤维的方法。

该方法将高分子材料溶解于有机溶剂中,制备成溶液后通过电纺机将溶液喷射至电场中,形成纤维状的材料。

该方法制备的材料具有良好的纤维形态和结构,可用于制备组织工程、药物载体等领域。

4. 3D打印法3D打印法是一种将高分子材料通过3D打印技术制备成所需形态的材料的方法。

该方法将高分子材料溶解于有机溶剂中,制备成溶液后通过3D打印机将溶液喷射至所需形态的模板上,形成所需形态的材料。

该方法制备的材料具有良好的形态和结构,可用于制备医用器械、组织工程等领域。

三、生物医用高分子材料的应用生物医用高分子材料可用于制备医用器械、药物载体、组织工程等领域。

医疗诊断用高分子材料

医疗诊断用高分子材料
❖ 将酵素通过担体接合法、架桥法或者包 埋法将酵素固定在高分子上。
医疗诊断用高分子材料
药用天然高分子材料:包括淀粉及 其衍生物,纤维素及其衍生物以及阿拉 伯胶,明胶壳多糖和脱乙酰壳多糖等.
医疗诊断用高分子材料
5.1.2 高分子亲和微球的制备方法
交联法
交联法就是通过双功能或多功能分子在生物活性分子 之间、生物活性分子/载体之间交联形成网状结构而使 生物活性物质固定化的方法。最常用的交联试剂如戊 二醛,能在温和的条件下与蛋白质的自由氨基反应。
医疗诊断用高分子材料
5.1.3高分子微球在医疗诊断中的应用
医疗诊断用高分子材料
❖ 将无免疫原性的简单化学基团与蛋白质 载体偶联,或将无免疫原性的有机分子 如二硝基苯(DNP)或三硝基苯(TNP) 与蛋白质载体结合,形成载体-半抗原结 合物,均属人工结合抗原。
❖ 用化学方法将活化氨基酸聚合,使之成 为合成多肽,只由一种氨基酸形成的聚 合体称为同聚多肽,如由左旋赖氨酸形 成的共同聚多肽(PLL)。
医疗诊断用高分子材料
1 诊断用微粒的担体的必要性质
担体必须的性质: (1) 首先是能够与抗原或抗体发生反应,
从而能够固定抗原或抗体; (2) 其次是分散性。
其它性质: 着色性,粒度均匀性等也非常重要; 根据用途而必须的性质:沉淀速度适
当,从液体中容易分离。
医疗诊断用高分子材料
医疗诊断用高分子材料
高分子亲和微球的制备方法
医疗诊断用高分子材料
免疫学方面的应用
❖ 诊断用微粒子,以前主要用于免疫学的检查,目前 其应用范围扩大。诊断用微粒子是检查试剂,与体 液或细胞发生作用,而进行诊断。素材微粒子一般 不 单 独 使 用 , 通 常 是 将 抗 原 ( antigen ) 、 抗 体 (antibody)等固定在素材微粒子上使用。素材微 粒子通常称为担体。

医用高分子材料的研究和应用

医用高分子材料的研究和应用

医用高分子材料的研究和应用随着医学技术的不断发展,医用材料和器械的发展也越来越迅速。

其中,医用高分子材料是近年来备受关注的一个领域。

医用高分子材料具有多种优异的性能,如生物相容性好、可降解性强、可改变形态等。

它们被广泛应用于医疗设备、医用耗材、医用敷料等领域,并且在制造假体、修复组织等方面都有很大的应用前景。

1. 常见的医用高分子材料常见的医用高分子材料有许多种,比如:聚乳酸(PLA)、聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)、聚己内酯(PCL)、聚乙二醇(PEG)、聚苯乙烯(PS)等。

这些材料的特点各不相同,适用于不同的领域和应用场景。

聚乳酸(PLA):PLA是一种生物降解的高分子材料,具有优异的可降解性和生物相容性,适用于制造可降解的医疗器械或打印组织的模型。

聚乳酸-羟基乙酸(PLGA):PLGA是一种可注射性、可分解性的聚合物材料,广泛应用于药物缓释、制备微球、纳米颗粒等领域。

聚己内酯(PCL):PCL是一种具有优异生物相容性、生物可降解性的高分子材料,尤其适用于制造组织支架、修复软骨等方面。

聚乙二醇(PEG):PEG是一种较为特殊的高分子材料,其分子结构具有特殊的亲水性,因此其被广泛应用于制造各种医用耗材、药物缓释等方面。

聚苯乙烯(PS):PS是一种常用的医用高分子材料,常常被用于制造医用耳塞、医用口罩等消耗品。

2. 医用高分子材料的应用(1)医用器械领域:医用高分子材料被广泛应用于制造医学器械,如输液管路、导管、压力传感器、心脏起搏器、人工心脏瓣膜等。

这些器械一般需要具备生物相容性和可靠的性能,医用高分子材料的应用可以满足这些要求。

(2)医用敷料领域:医用高分子材料还被运用于制造医疗用敷料,如止血、吸收、覆盖敷料等。

这类敷料对于血液凝血、伤口治疗、组织修复等方面起到了至关重要的作用。

(3)组织修复和再生领域:医用高分子材料的可降解性、多孔性及微纳工程等独特的性质,使得它们在组织修复和再生方面具有广阔的应用前景。

pdms微球的制备及应用

pdms微球的制备及应用

pdms微球的制备及应用PDMS微球的制备及应用PDMS(聚二甲基硅氧烷)是一种常见的有机硅高分子材料,具有良好的化学稳定性、低表面能、低渗透性和良好的柔软性。

PDMS微球作为一种重要的微纳米材料,在生物医学、能源储存、催化剂和传感器等领域有着广泛的应用。

本文将一步一步介绍PDMS微球的制备方法,并探讨其在不同领域的应用。

一、PDMS微球的制备方法制备PDMS微球的常用方法有溶液聚合法、微流控纳米乳液法和自组装法等。

下面将详细介绍这些方法的步骤和特点。

1. 溶液聚合法首先,将PDMS单体与交联剂按照一定比例混合,并加入溶剂(如正己烷)。

然后,在搅拌下,将聚合剂加入到混合溶液中。

随着聚合过程的进行,溶液逐渐变成凝胶状态。

最后,用适当的方法将凝胶分离,洗涤并干燥即可得到PDMS微球。

溶液聚合法的优点在于制备过程简单,成本较低。

然而,由于溶液聚合法在溶胀过程中可能引起PDMS微球的胶聚,需要通过改变反应条件和添加剂来调控微球的直径和形态。

2. 微流控纳米乳液法微流控纳米乳液法是一种高效精确的制备PDMS微球的方法。

首先,在微流控芯片中混合PDMS单体和交联剂,通过调控流动速度和混合程度来控制PDMS微球的大小和形态。

然后,通过光交联或热交联等方式进行固化。

最后,用适当的方法将微球分离并干燥即可得到PDMS微球。

微流控纳米乳液法的优点在于制备过程中可精确控制微球的大小和形状,还可以制备具有复杂结构的微球。

然而,该方法需要复杂的设备和技术,并且成本较高。

3. 自组装法自组装法是一种通过表面活性剂自组装形成PDMS微球的方法。

首先,将PDMS单体和表面活性剂混合,使其溶液在适当的条件下形成胶体。

然后,通过调控溶液浓度和表面活性剂浓度来控制PDMS微球的大小。

最后,通过干燥和脱溶剂处理等步骤将PDMS微球分离。

自组装法的优点在于制备过程简单,成本较低。

然而,由于自组装法制备的PDMS微球存在较大的形状和大小分布,因此在应用中需要对微球进行筛选和分类。

功能高分子微球制备技术研究进展

功能高分子微球制备技术研究进展

功能高分子微球制备技术研究进展一、本文概述随着科技的进步和工业的发展,功能高分子微球作为一种具有特殊功能的新型材料,在众多领域如生物医学、药物传递、催化剂载体、色谱分离等方面都展现出了广阔的应用前景。

功能高分子微球制备技术作为其核心,对于提升微球性能、拓展应用领域具有至关重要的作用。

因此,对功能高分子微球制备技术的研究进展进行全面的梳理和总结,不仅有助于推动相关领域的科技进步,也能为实际生产提供理论支持和指导。

本文旨在综述近年来功能高分子微球制备技术的研究进展,包括各种制备方法的原理、特点、优缺点以及最新的研究成果。

我们将重点关注微球制备过程中的关键技术,如粒径控制、表面修饰、功能化改性等,并探讨这些技术在提高微球性能、拓展应用领域方面的作用。

我们还将对功能高分子微球的应用前景进行展望,以期为未来相关研究提供有益的参考。

通过本文的综述,我们期望能够为读者提供一个全面、深入的了解功能高分子微球制备技术的平台,同时也希望能够激发更多的科研工作者投身于这一领域的研究,共同推动功能高分子微球制备技术的发展和创新。

二、功能高分子微球的制备方法功能高分子微球的制备方法多种多样,主要包括乳液聚合法、悬浮聚合法、分散聚合法、微乳液聚合法以及模板法等。

这些方法各有特点,适用于制备不同类型和功能的高分子微球。

乳液聚合法是最常用的制备功能高分子微球的方法之一。

该方法通过将单体、引发剂、乳化剂等原料混合,在适当的温度和搅拌条件下进行乳液聚合,形成高分子微球。

乳液聚合法制备的微球粒径分布较窄,但微球表面易残留乳化剂,需要进行后续处理。

悬浮聚合法是将单体、引发剂、分散剂等原料在搅拌条件下悬浮于水中进行聚合,形成高分子微球。

该方法制备的微球粒径较大,且粒径分布较宽。

悬浮聚合法适用于制备大粒径的功能高分子微球。

分散聚合法是通过将单体、引发剂、稳定剂等原料在有机溶剂中进行聚合,形成高分子微球。

该方法制备的微球粒径分布较窄,且微球表面较干净。

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生物医用高分子微球的制备与应用陈瑜陈明清**刘晓亚杨成(无锡轻工大学化学与材料项目学院无锡 214036>高分子微球以其分子结构的可设计性吸引了越来越多的科学工作者的兴趣,进而更加快了其开发应用的步伐。

美国等西方发达国家在这一研究领域起步较早,技术力量已相当强。

日本在这一研究领域中投入大量人力和财力,获得了众多的成果与专利。

近年来我国也有不少的科研人员开始从事该领域的研究,并取得了一定的成果,但总的来说与国外相比仍有差距。

高分子微球可以通过选择聚合单体和聚合方式从分子水平上来设计合成和制备,并且可以比较方便地控制其尺寸的大小和均一性,使之具有所需要的特定性能与功能。

这种微观结构和性能的可设计性,使得高分子微球在对材料特性要求较高的生物医学领域中显示出巨大的发展潜力。

本文拟对近几年来报道的几种核-壳复合型高分子微球制备方法以及高分子微球在生物技术和医学诊治方面的应用加以综述。

1 生物医用高分子微球的制备方法生物医用高分子微球通常为核-壳复合结构,其中壳层具有生物活性或对特定环境有亲合性,而核作为这类活性大分子的载体,使微球具有一定的稳定性;或者,核为具有一定生物功能性的高分子,而壳层作为保护层,维持核内物质的活性。

图1 大分子单体法合成微球1.1 大分子单体法(Macromonomer Method>大分子单体具有确定的分子量和明确的结构,所以近来被广泛地用来制备高分子微球。

首先将某一单体聚合成有一定聚合度的低聚物,再在低聚物上引入一具有聚合反应活性的基团(如碳碳双键等>,制得具有确定分子量的大分子单体。

然后在含有大分子单体的介质中加入第二单体、引发剂,进行接枝共聚反应。

若大分子单体为亲水的,第二单体为疏水的,则水相中的大分子单体接枝到疏水性的第二单体上成双亲性接枝共聚物,并逐渐形成胶粒。

疏水性单体可扩散到胶粒内,进一步参加共聚反应。

亲水性的大分子链则起到了稳定作用,防止胶粒的凝聚。

于是形成了核为疏水,壳为亲水的高分子微球(如图1所示>[1-4]。

反之,也可用逆相乳液聚合的方法制备疏水性高分子微球。

微球的大小及其分布可以通过溶剂组成和加入的单体及大分子单体的量来控制。

其大小可从几十nm到几十 m的范围内变化。

因为其形态的可控性及温和的聚合条件使得此类微球被广泛地应用于生物医学领域[5-7]。

1.2 种子聚合法(Seeded Polymerization>与动态溶胀法(Dynamic Swelling Method>首先在聚合单体中加入少量具有多官能团的单体(如对二乙烯苯等>合成交联型聚合物并作为种子,配制成单分散液。

然后加入另一种单体、引发剂、交联剂,进行聚合反应。

加入的单体聚合到种子乳胶粒表面,形成具有核-壳结构的微球[8,9]。

种子聚合法制得的微球一般粒径较小,只有几μm。

为了制得粒径较大(>5μm>的微球,可向含有种子聚合物微粒和某一单体的醇/水溶液中慢速连续地滴加水。

在均匀搅拌下,处于单分散状态的种子微粒吸附了大量的分散于溶液中的单体及引发剂而溶胀。

溶胀状态与单体量有关,若单体量较多,足够在短时间内增塑整个种子微粒,则单体在种子微粒中发生均相溶胀并聚合,形成分散均匀的复合微球;若单体量较少,则进行异相溶胀,聚合后得到近似于核-壳型的复合微球(如图2所示>[9-12]。

动态溶胀法与种子分散聚合法的不同在于,前者体系中单体主要存在于种子微粒中,而后者单体主要分散在介质中。

这两种方法均可用来制得生物活性高分子微球。

1.3 分步异相凝聚法(Stepwise Heterocoagulation Method>首先用乳液聚合法分别合成带有正电荷的小粒径高分子微球和带有负电荷的大粒径微球。

利用静电吸引,在溶液中将小微球吸附到大微球的表面,形成外表面较为粗糙的微球聚集体。

加热溶液至小微球的玻璃化温度(T>之上。

这样,包附在g大微球周围的小微球将凝结成连续层,整个微球体系的表面随着加热时间的增加而变得光滑,最终可制得核-壳型高分子微球(如图3所示>[13,14]。

Okubo[15,16]等用分步异相凝聚法制备了一系列亲水核-疏水壳的复合结构微球。

该法制备的高分子微球大小一般从亚微M级到微M级不等。

因为制备过程中往往加热温度较高,会导致活性物质的失活,所以此类微球一般只适合于作为生物活性物质的载体。

图2 动态溶胀法制备微球图3 分步异相凝聚法制备微球1.4 线-球转变法(Coil-to-globule Transition Method>交联的聚(N-异丙基丙烯酰胺>(PNIPAAm>水凝胶微球的流体动力学尺寸(hydrodynamic size>随温度变化而变化,同时微球表面的亲水/疏水性也随之发生变化。

利用PNIPAAm的这一热敏特性,Qiu[17]等合成了主链为PNIPAAm,支链为亲水性聚合物(如聚环氧乙烷PEO>的线状接枝共聚物。

该线状共聚物在加热至PNIPAAm的低临界溶解温度(LCST>之上时,水溶液中的PNIPAAm链因脱水而聚集在一起,成为疏水核,而水溶性的PEO支链分布在核的周围,成为亲水壳层,于是形成了核-壳结构的高分子微球,亲水的PEO层对微球起着稳定作用;当温度重新降低至LCST之下后,微球回复到原来的线状状态。

这一过程为可逆过程。

线状共聚物也可以是嵌段共聚物,通过改变溶剂或温度来选择性地降低某一嵌段部分的溶解性,从而通过线-球转变制备核-壳结构微球[18]。

用线-球转变法制备的微球常用作药物靶向的载体。

对于具有一定生物医学功能的单体, 可以用上述几种方法直接制备出具有医用功能的高分子微球,而对一些没有这类功能的高分子微球,则可以通过, -CHO 对微球表面进行功能化处理而使微球表面带有功能基团(如-COOH,-NH2等>。

另外,为了得到特定形态的微球,还可以适当改变合成步骤和条件,或者对制备好的微球进行一些特殊处理,如为了得到多孔高分子微球,可以采用逐步碱/酸法[19]或碱/冷法[20]。

2 微球在生物技术中的应用2.1 细胞功能测定利用某些细胞(如巨噬细胞>对具有某种特定结构的异物的吞噬作用来测定细胞的功能。

Wagner[21]等发现颗粒状白血球细胞对聚苯乙烯(PS>微球和表面用血清蛋白覆盖的PS微球具有不同的吞噬能力,其中PS微球较容易被吞噬,从而可通过比较细胞对微球异物的吞噬能力来判断该细胞功能正常与否。

具体方法是在微球上导入发色团,通过测定其发光度的变化加以判断。

张文军[22]等用有封闭活性的抗钙粘蛋白(N-cadherin>单抗包被的PS微球与表达钙粘蛋白的人胚肺细胞接触后,诱导细胞膜上的钙粘蛋白聚集在微球周围。

通过分子免疫荧光定位分析,揭示细胞内粘着斑分子间相互作用的链条关系及相关的信号通路。

这是一种将细胞内蛋白质定位与功能研究有机结合的新技术。

2.2 生物大分子的纯化分离利用高分子微球对生物大分子的吸附/解吸来达到纯化分离的目的。

PNIPAAm微球在其LCST上下流体动力学尺寸和亲水/疏水性发生变化,这种热敏特性已被用来纯化分离一些生物大分子,如肌红蛋白(MG>、α-乳清蛋白(LA>、溶菌酶(LZ>和核糖核酸酶A(RNase>等。

将含热敏性PNIPAAm的微球在温度低于LCST条件下加入到待分离的生物大分子(如蛋白质>混合液中,此时微球因水合作用而膨胀,然后升温至LCST以上,微球又因脱水而收缩,于是大量的生物大分子就吸附到微球上。

将微球分离出来后,再在LCST 以下将吸附在微球上的生物大分子解吸下来。

如此反复操作,即可达到分离纯化生物大分子的目的[23]。

2.3 核酸杂交的固定将固定在固相载体上的核酸作为探针进行核酸杂交在核酸技术中占有十分重要的地位。

其原理是,固定化的单链核酸在溶液中与具有互补碱基序列的多核苷酸片段冷却时形成双螺旋结构,从而达到对特定DNA的检测和序列分析的目的。

姚萍[24]等将寡聚核苷酸的5'端定向联接到或直接将单链的DNA的5′端联接到表面带有甲胺基(-CH2NH2>官能团的PS微球上,制得了长链的DNA探针。

这种探针在较高温度下仍有相当高的联接效率。

所以功能化的高分子微球是一种较为理想的核酸杂交的固定载体。

2.4 酶的固定化把酶固定在微球上有物理吸附和化学结合两种方式。

通常化学结合有由共价键偶联和由多功能基化合物交联等,而直接的物理吸附力比较弱,通常还需用双功能基化合物(如戊二醛,ε-氨基己酸等>交联。

固定在功能性微球上的酶不仅具有较高的pH稳定性,热稳定性和贮存稳定性,而且易与反应物分离,可以重复使用,提高使用效率。

同时,多酶联合固定化的微球可以促进多酶反应。

柏正武[25]等用聚丁二酰亚胺和3-氨基丙基硅胶制得微球,用作固定化酶的载体,其中聚丁二酰亚胺和3-氨基丙基硅胶之间以共价键相连,这种酶的固定化实用性强,便于工业化。

3 微球在医学诊治中的应用3.1 免疫细胞检查利用表面带有-COOH官能团的高分子微球在较温和的条件下与免疫细胞物质中的-NH2发生偶联的特性,把抗原固定到单分散微球的表面,然后加入抗体,利用抗体使固定抗原的微球发生凝聚的原理,再用分光光度计测定凝聚的有无和多少来测定免疫细胞量[26]。

3.2 病毒脱除其原理与生物大分子的纯化分离类似。

结合有一定生物活性分子的高分子微球对某些病毒具有很高的识别和亲和能力。

利用这种特性,就可以用它来分离除去一些较难用药物治愈的病毒。

Akashi[5]等利用功能性高分子微球用于脱除HIV-1病毒(Human Immunodefi-ciency Virus-1,又称爱滋病病毒>,发现脱除率可达97%。

脱除的方法是:首先在微球表面引入带有羧基的高分子链,进而通过缩合反应把伴刀豆球蛋白A(Concanavalin A>固定到其表面。

利用HIV-1病毒表面的活性基与伴刀豆球蛋白A发生凝聚反应,离心分离除去沉淀物,达到脱除病毒的目的。

3.3 药物缓释解决药物的持续稳定释放这一难题,长期以来一直是用周期性服药的方法来维持药效。

但仍不能避免药物浓度的波动而带来的毒副作用,而且药物利用率低。

用高分子微球结合或包裹药物微粒可以使药物从微球中逐步释放出来,从而使受药体系能保持较为稳定的药物浓度,药性得到持续发挥。

目前的热门课题是开发新型生物可降解微球,如聚乳酸、聚酯酰胺、聚ε-己内酯、聚酸酐等或天然高聚物为材料的微球,通过控制微球的降解速率来实现药物的长期恒量释放,以更好地发挥疗效。

3.4 靶向给药利用微球的结构特性和运载作用将药物运送到特定的受药部位,再将其慢慢释放出来而达到治疗效果。

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