在水处理领域:功能性的微球可以除去水里有机杂质和金属离子成分,可制备用在半导 体工业,医药,核工业等的超纯水,也可用于净化日常饮用水。水为人类洗涤了污秽, 微球却可以铲除水里的污秽,到达净化水的目的。 在血液净化领域:微球可以替代肾脏用来去除血液0物质,***和延长病人寿命。 微球是制造人工肾的关键材料。 在计量领域:粒径高度均一的微球可以作为标准颗粒用于精确测量常规尺子无法计量的 纳米尺寸的物质,标准颗粒作为计量工具也可用于矫正精密计量仪器。 在医疗诊断领域:功能化微球如磁性微球,多色荧光编码微球可***地应用于免疫分析, 进行多样品或多标靶的高通量检测。由于微球的使用,使我们可以更快速,方便地进行疾 病检测和诊断。 在生物技术领域:微球由于具有极高的表面积并且容易分散在培养液中,因此在动物细胞 培养上,微球作为动物细胞载体能够提供大量的比表面积让细胞在其表面生产,微球作为 动物细胞培养的载体,能够在有限的空间实现细胞的高密度培养,而且控制简单,生产重 复性好。天津介孔微球哪家强
磁性高分子微球的制备
目前制备磁性高分子纳米微球的方法主要分为五类,其主要包括:包埋法、原位法、单体聚合法、界面沉积法及自组装法。
2.1包埋法
包埋法是将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剂,通过交联、絮凝、雾化、沉积、蒸发等手段使高分子物质沉析在磁性粒子表面形成具有核壳结构的复合微球。高分子物质与磁性粒子主要通过范德华力、氢键、螯合作用或共价键等作用力结合。Li等通过化学共沉淀法合成纳米粒子Fe3O4磁核,以壳聚糖为包裹材料包被自制的磁核,采用乳化交联法制备了具有核-壳结构的磁性高分子微球-壳聚糖磁性微球,并偶联肝素配基得到了一种新型亲和磁性微球。所得亲和磁性微球具有较窄的粒径分布、形状规整,粒径在50nm左右。将磁分离技术应用于凝血酶的分离纯化,得到了较好的效果(酶比活达1879.71U/mg,得率85%,纯化倍数11.057,为传统柱层析法的两倍)。Chifiriuc等将含Fe2+和Fe3+溶液逐滴加入壳聚糖的NaOH溶液中制的可用于负载头孢霉素的磁性壳聚糖微球。
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前段时间科技日报总编刘亚东列出包括芯片,飞机发动机等在内的35项中国给人卡脖子的技术, 其中微球材料也是其中之一。大多数人可能很容易理解芯片和飞机发动机的技术难度及其重要性 ,但很少人可以理解微球为什么也这么重要这么难做。我们所熟知的宏观球体如篮球,乒乓球, 玻璃珠是如此之普通,而微球只不过是把这些球体做到足够“小”而已,为什么中国这么一个 大的一个***却做不了。其实很多技术的难度都是因为“小”造成的。芯片之所以难做就是因 为里面的结构要精细控制到纳米尺寸。乒乓球可以很容易通过模具做出来,而要把乒乓球做到 纳米和微米范围的尺度其实难度是很大的。在微观尺度下,大家习以为常的宏观工具和制作技 术已完全不适用,需要全新的技术手段,使得宏观很容易的事情在微观变成高不可攀的技术难 题。当然也正是因为小,让微球材料性能得到大幅度的提升,比如说微球表面效应和体积效应,一个乒乓球直径40毫米,重量2-3克。如果把乒乓球做到直径40纳米微球,由于1毫米是106纳米,因此一个普通乒乓球就可以做出1018个直径40纳米微球。其表面积有5000多平米,相当与5个足球场大小,同样重量的40纳米微球与40毫米乒乓球相比表面积增加了1012倍,因此纳米微
反相乳液聚合是制备亲水性磁性聚合物微球的一种方法,其主要特点是将水溶性单体溶于水中,然后在乳化剂的作用分散于非极性液体中,形成W/O分散相的聚合反应。Hong[15]等首先制备了以葡聚糖为稳定剂的水基磁流体,苯乙稀为连续相,在Span-85和CTAB乳化剂作用下,采用反相乳液聚合方法制备了粒径为200nm,高磁含量的复合微球。
Wang等提出了一种新的在双乳液体系中的原位聚合技术,并用该法制备了PS-HEMA磁性高分子微球。Wang等首先以溶有PS-HEMA共聚物的乙酸乙酯为油相,FeCl2/FeCl3溶液为内部水相(W1),PVA-217和Na2SO4为外部水相,制备了W1/O/W2双乳液体系。然后向上述体系添加氨水溶液,碱溶液扩散至内部水相与铁离子反应形成磁核。与传统原位法相比,该法所得微球包埋率高(26.1%)和磁化强度大(12.2emu/g)。由于原位乳液聚合制备的聚合物纳米粒子具有颗粒尺寸小、分布均匀、分散稳定等优点,逐渐引导着乳液聚合新的发展方向。
利用超细的固体颗粒可以代替表面活性剂稳定地存在于油/水界面,能阻止分散的油(水)微滴再次凝聚为大液滴而分相,起到了稳定乳液的作用。Yin等用温和的Pickering乳液聚合法一步制备PS/Fe3O4高磁性微球。用溴化十六烷基三甲铵(CTAB)改性的Fe3O4粒子作为稳定剂(锚定在聚合物外层),完全疏水的油酸改性的Fe3O4粒子则被包埋在微球中。
Liu等首先利用无皂乳液法制备油酸包裹的Fe3O4纳米粒子,再利用种子乳液聚合法制备了P(MMA-DVB(二乙烯基苯)-GMA)/Fe3O4磁性复合微球,***在微球表面接枝聚酰胺(PAMAM)(图1)。所得的接枝聚酰胺磁性高分子微球的比饱和磁化强度为4.9A·m2/kg,远低于纯磁性纳米粒子,分析可能是微球的壳层比较厚所致.
亚微米(50~500nm)液滴构成的稳定的液/液分散体系称为细乳液,在稳定的细乳液聚合中,细乳液液滴是主要的成核点即聚合场所,聚合前液滴的数目和大小在聚合过程中基本保持不变,决定了**终的乳胶粒的数目和尺寸,不像常规聚合由聚合动力学决定。Zhang等[14]通过细乳液聚合法制备P(St-MMA)/Fe3O4复合微球,磁性微球的比饱和磁化强度达到51.0A·m2/kg,磁性Fe3O4纳米粒子的含量达到61.5wt%。
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