目前,磁性微球製備的研究主要圍繞在如何製備出具有高磁響應性和超順磁性,高比表麵積,粒徑單分散並分散較窄的磁性微球。
磁性微球製備方法主要有:包埋法、單體聚合法、共沉澱法和滲透一沉積法。
1. 包埋法
包埋法是指將磁性顆粒分散於高分子溶液中,通過霧化、絮凝、沉積、蒸發等手段,使高分子包裹在磁性顆粒周圍,並利用交聯劑對高分子進行交聯,形成具有磁核的高分子微球。常用的高分子材料有:聚乙烯亞胺(PEI)、多糖(纖維素、瓊脂糖、葡聚糖、殼聚糖等)、聚乙烯醇、蛋白質及其它高分子等。
一般情況下,包埋法得到的磁性微球其磁核與殼層的結合主要通過範德華力(包括氫鍵)、jinshuyugaofenziliandeaohezuoyongyijicihebiaomiangongnengjiyugaofenzikecenggongnengjizhijianxingchengdegongjiajian。liyongbaomaifazhibeicixingweiqiu,fangfajiandan,dandedaodeciqiulijingbuyikongzhiqiefenbujiaokuan、殼層中往往夾雜諸如乳化劑之類的雜質,用於免疫檢測、細胞分離等領域會受到一定限製。
2. 單體聚合法
單體聚合法指在活性單體、磁性微粒以及引發劑、穩定劑等共存的條件下,引發聚合反應而形成核一殼式磁性高分子磁球的一類方法。常用單體包括苯乙烯、丙烯酸以及各自的衍生物等,采用的聚合方法有懸浮聚合、分散聚合。乳液聚合(包括無皂乳液聚合和種子聚合)等。
單(dan)體(ti)聚(ju)合(he)法(fa)成(cheng)功(gong)的(de)關(guan)鍵(jian)在(zai)於(yu)確(que)保(bao)單(dan)體(ti)的(de)聚(ju)合(he)反(fan)應(ying)在(zai)磁(ci)性(xing)顆(ke)粒(li)表(biao)麵(mian)順(shun)利(li)進(jin)行(xing)。一(yi)般(ban)而(er)言(yan),磁(ci)性(xing)顆(ke)粒(li)的(de)親(qin)水(shui)性(xing)較(jiao)強(qiang),因(yin)此(ci)在(zai)使(shi)用(yong)親(qin)水(shui)性(xing)單(dan)體(ti)進(jin)行(xing)聚(ju)合(he)時(shi),反(fan)應(ying)較(jiao)為(wei)易(yi)於(yu)進(jin)行(xing);對於大部分油性單體如苯乙烯、甲jia基ji丙bing烯xi酸suan甲jia酯zhi等deng,則ze需xu要yao對dui磁ci性xing顆ke粒li進jin行xing表biao麵mian活huo化hua,或huo改gai進jin懸xuan浮fu聚ju合he的de有you機ji相xiang組zu成cheng,以yi便bian於yu單dan體ti接jie近jin顆ke粒li表biao麵mian,確que保bao聚ju合he反fan應ying的de順shun利li進jin行xing。
用yong這zhe種zhong方fang法fa得de到dao的de載zai體ti粒li徑jing較jiao大da,固gu載zai量liang小xiao,但dan有you利li於yu保bao持chi酶mei的de活huo性xing,而er且qie磁ci響xiang應ying性xing也ye較jiao強qiang。由you於yu磁ci性xing粒li子zi是shi親qin水shui性xing的de,所suo以yi親qin水shui性xing單dan體ti(如多糖類化合物)容易在磁性微粒表麵進行聚合, 而對於油性單體(如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯
等),聚合反應難以在磁性微粒表麵進行.因而需要對磁性微粒進行預處理或適當改變聚台體係的有機相組成。
3. 共沉澱法
共沉澱法是指二價與三價鐵離子在堿性條件下沉澱生成Fe3O4或利用氧化一還原反應生成Fe3O4的同時利用高分子材料(例如聚乙二醇、葡聚糖等)作分散劑,從而得到外包有高分子的磁性微球。
共沉澱法得到的磁性微球通常粒徑較小(幾nm到幾百個nm),因而具有較大的比表麵積和固載量,但其磁響應性較弱.操作時需要較強的外加磁場。
4. 滲透一沉積法
該方法首先製得單分散的致密或多孔高分子微球,此微球根據不同的需要含有可與鐵鹽形成配位鍵或離子鍵的基團(如各種含N基團、環氧基、-SO3、-OH、-COOH等)。隨後可根據高分子微球所具有的不同功能基以不同的方法來製備磁性高分子微球。如含-NH2、-NH-、-COOH等基團,可直接加入合適比例的二價和三價鐵鹽溶液,使高分子微球在鐵鹽溶液中溶脹、滲透,升高pH值,可得到鐵的氫氧化物,最後升溫至適當的溫度,即可得到含有Fe3O4微粒的磁性高分子微球。如含有-NO2、-ONO2等氧化性基團或-NH-NH2等還原性基團,可分別隻加入二價鐵鹽或三價鐵鹽,控製適當的pH值和溫度j即可得到含有Fe3O4微粒的磁性高分子微球。該方法和上述方法比較而言,具有以下幾個優勢:
(1)因在磁化過程中,單分散高分子微球的粒徑和粒徑分布不變,因此最終所得的磁性高分子微球具有良好的單分散性;
(2)具(ju)有(you)超(chao)順(shun)磁(ci)性(xing)的(de)無(wu)機(ji)微(wei)粒(li)均(jun)勻(yun)地(di)分(fen)散(san)在(zai)整(zheng)個(ge)高(gao)分(fen)子(zi)微(wei)球(qiu)中(zhong),且(qie)每(mei)個(ge)微(wei)球(qiu)含(han)有(you)相(xiang)同(tong)濃(nong)度(du)的(de)磁(ci)性(xing)微(wei)粒(li),從(cong)而(er)保(bao)證(zheng)所(suo)有(you)磁(ci)性(xing)微(wei)球(qiu)在(zai)磁(ci)場(chang)下(xia)具(ju)有(you)一(yi)致(zhi)的(de)磁(ci)響(xiang)應(ying)性(xing);
(3)可以製備各種粒徑的致密或多孔磁性高分子微球(最佳為0.50μm-20μm),且可製備磁含量太於30%的高磁含量微球。
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