如何精確控制和大規(guī)模化生產(chǎn)裸眼看不到的納米微球并賦予這些材料的功能, 以滿足現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)的需求是當(dāng)今納米材料科學(xué)家**重要的研究方向。納米微球 的關(guān)鍵技術(shù)問題和研究方向如下: 1) 納米微球粒徑大小徑及粒徑分布精確控制關(guān)鍵技術(shù): 納米微球的應(yīng)用非常范圍廣,不同的應(yīng)用需要不同性能的微球,很多**應(yīng)用都 對微球的粒徑大小和均一性都有極高的要求,如液晶間隔物微球和導(dǎo)電金 球都要求能精確控制粒徑大小(平均粒徑精度控制在50納米以下),粒徑分 布滿足變異系數(shù)小于3%,. 因此不同材料組成的納米微球的精確粒徑大小和分 布本領(lǐng)域首要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題武漢介孔微球制造廠家
2.3.2懸浮聚合
懸浮聚合法是單體小液滴懸浮在水中的聚合方法,在磁性粒子、穩(wěn)定劑和表面活性劑存在下、靠油溶性引發(fā)劑的作用使一種或幾種單體在磁性粒子表面聚合可將磁性粒子包裹在聚合物中。與乳液聚合相比,懸浮聚合單體液滴粒徑通常是微米級別的。Li等[17]合成一種新型的核殼式P(DVB-MAA)/Fe3O4納米復(fù)合微球,可作為分散模式的磁介導(dǎo)微觀粒子的固相萃取吸附劑。Fe3O4納米粒子通過溶劑熱法制備,P(DVB-MAA)通過懸浮聚合合成,微球的平均粒徑在300~700nm,微球殼層的P(DVB-MAA)厚度在10nm左右。該微球可用于水中微量的有機(jī)污染物的快速、高靈敏檢測。
2.3分散聚合
分散聚合是懸浮聚合的一種,也是一種特殊的沉淀聚合,反應(yīng)之前單體、溶劑、穩(wěn)定劑、引發(fā)劑等是均一的混合體系,當(dāng)反應(yīng)開始,聚合物達(dá)到一定分子量之后,聚合物逐漸從反應(yīng)體系中沉淀出來。Zhang等合成了Fe3O4含量高達(dá)70wt%、且分布比較均一的P(St–GMA)/Fe3O4的納米復(fù)合微球。由于只有當(dāng)磁性粒子在反應(yīng)初期成核過程中捕獲,并聚合增長才能得到復(fù)合微球,因此此方法的磁含量往往不高,且該法需使用的溶劑多為有機(jī)溶劑,聚合物與有機(jī)溶劑的親和性導(dǎo)致聚合物沉淀出時(shí)鏈長較長,粒徑較大,限制了其應(yīng)用。
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這些熒光微球正廣泛應(yīng)用于生命科學(xué)研究的多個(gè)領(lǐng)域中,如: (1)細(xì)胞表面抗原的檢測,包括CD4/CD8表面抗原的***計(jì)數(shù);細(xì)胞表面低豐度表達(dá)受體的分析;骨髓移植受體內(nèi)供體紅細(xì)胞的檢測;白色***抗原檢測等。 (2)退行性神經(jīng)病變示蹤物,熒光微球具有***、與神經(jīng)細(xì)胞結(jié)合時(shí)間長以及受注射部位影響極小的特點(diǎn)。 (3)吞噬功能的檢測,0.6~2.0μm大小的熒光微球適合于這一類的研究,如分析大鼠中性粒細(xì)胞、人橫紋導(dǎo)管細(xì)胞、小鼠腹膜巨噬細(xì)胞、人多核白細(xì)胞的吞噬功能或不同調(diào)理素調(diào)理作用對吞噬功能的影響等。 (4)血流分析,10-15 μm大小7種顏色的熒光可供研究組織中局部血流情況,如**脈管血流速率、視網(wǎng)膜和脈絡(luò)膜循環(huán)、肺泡微管的功能直徑定位等。 (5)敏感性診斷試劑,如替代一些已開展應(yīng)用的微球診斷試驗(yàn):膠乳凝集試驗(yàn)、微球捕獲ELASA、雙位點(diǎn)夾心法等,它較傳統(tǒng)比色方法更為靈敏;另有新近誕生的流式微球分析技術(shù)(Cytometric Bead Array CBA)通過將不同熒光強(qiáng)度的聚苯乙烯微球包被上多種高特異性的單克隆抗體,在微球“三明治”平臺上進(jìn)行可溶性蛋白的檢測,由此而使得1份微量標(biāo)本可同時(shí)1次定量分析多種可溶性蛋白,**節(jié)約了樣本量和操作時(shí)間,靈敏度也較傳統(tǒng)的ELISA
寸的單乳液滴和多重乳液液滴的技術(shù)。
前段時(shí)間科技日報(bào)總編劉亞東列出包括芯片,飛機(jī)發(fā)動機(jī)等在內(nèi)的35項(xiàng)中國給人卡脖子的技術(shù),
其中微球材料也是其中之一。大多數(shù)人可能很容易理解芯片和飛機(jī)發(fā)動機(jī)的技術(shù)難度及其重要性
,但很少人可以理解微球?yàn)槭裁匆策@么重要這么難做。我們所熟知的宏觀球體如籃球,乒乓球,
玻璃珠是如此之普通,而微球只不過是把這些球體做到足夠“小”而已,為什么中國這么一個(gè)
大的一個(gè)***卻做不了。其實(shí)很多技術(shù)的難度都是因?yàn)椤靶 痹斐傻摹P酒噪y做就是因
為里面的結(jié)構(gòu)要精細(xì)控制到納米尺寸。乒乓球可以很容易通過模具做出來,而要把乒乓球做到
納米和微米范圍的尺度其實(shí)難度是很大的。在微觀尺度下,大家習(xí)以為常的宏觀工具和制作技
術(shù)已完全不適用,需要全新的技術(shù)手段,使得宏觀很容易的事情在微觀變成高不可攀的技術(shù)難
題。當(dāng)然也正是因?yàn)樾。屛⑶虿牧闲阅艿玫酱蠓鹊奶嵘?,比如說微球表面效應(yīng)和體積效應(yīng),
2.3單體法
單體聚合法是目前研究**多、被***采用的制備方法。單體聚合法是在有機(jī)單體和磁性粒子共同存在的情況下,根據(jù)不同的聚合方式加入表面活性劑、穩(wěn)定劑、引發(fā)劑等聚合制備磁性高分子微球的方法。常用的方法主要包括乳液聚合、(微)懸浮聚合、分散聚合以及活性聚合等。其中乳液聚合又分為無皂乳液聚合、Pickering乳液聚合法、種子乳液聚合、細(xì)乳液聚合法、反相乳液聚合、原位乳液聚合等。
2.3.1乳液聚合
無皂乳液聚合是指在反應(yīng)過程中完全不加乳化劑或者**加入微量乳化劑(其濃度小于臨界膠束濃度(CMC))的乳液聚合過程Wu采用將通過油酸改性后的Fe3O4納米粒子與溫敏性N-異丙基丙稀醜胺在交聯(lián)劑DVB作用下,通過無培乳液聚合方法制備了具有磁場和溫度雙重相應(yīng)的復(fù)合微球,該復(fù)合微球具有核殼結(jié)構(gòu),尺寸約為100nm,其比較低臨界溶解溫度(LCST)在40-45℃。Yamauchi等利用無皂乳液聚合法制備出平均粒徑達(dá)到515nm、比飽和磁化強(qiáng)度達(dá)到7.3A·m2/kg的磁性高分子復(fù)合微球。
武漢介孔微球制造廠家
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磁性高分子微球的制備
目前制備磁性高分子納米微球的方法主要分為五類,其主要包括:包埋法、原位法、單體聚合法、界面沉積法及自組裝法。
2.1包埋法
包埋法是將聚合物溶解在含有磁性超微粒子的溶液中,然后加入大量的沉淀劑,通過交聯(lián)、絮凝、霧化、沉積、蒸發(fā)等手段使高分子物質(zhì)沉析在磁性粒子表面形成具有核殼結(jié)構(gòu)的復(fù)合微球。高分子物質(zhì)與磁性粒子主要通過范德華力、氫鍵、螯合作用或共價(jià)鍵等作用力結(jié)合。Li等通過化學(xué)共沉淀法合成納米粒子Fe3O4磁核,以殼聚糖為包裹材料包被自制的磁核,采用乳化交聯(lián)法制備了具有核-殼結(jié)構(gòu)的磁性高分子微球-殼聚糖磁性微球,并偶聯(lián)肝素配基得到了一種新型親和磁性微球。所得親和磁性微球具有較窄的粒徑分布、形狀規(guī)整,粒徑在50nm左右。將磁分離技術(shù)應(yīng)用于凝血酶的分離純化,得到了較好的效果(酶比活達(dá)1879.71U/mg,得率85%,純化倍數(shù)11.057,為傳統(tǒng)柱層析法的兩倍)。Chi?riuc等將含F(xiàn)e2+和Fe3+溶液逐滴加入殼聚糖的NaOH溶液中制的可用于負(fù)載頭孢霉素的磁性殼聚糖微球。
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