單分散聚合物微球副本

1、以下為學(xué)術(shù)期刊論文。8王宇航，張秋禹，馬明亮，尹常杰，寇曉康.多孔聚合物微球成孔技術(shù)的最新研究進(jìn)展J.材料導(dǎo)報(bào),2011,11:88-92.10李光輝，張貴才，葛際江，申金偉,蔣平.單分散聚合物微球的合成方法進(jìn)展J.材料工程,2014,08:97-104.在醫(yī)藥、營(yíng)養(yǎng)運(yùn)輸中的應(yīng)用近年來(lái)，單分散性聚合物微球在醫(yī)學(xué)和生物化學(xué)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，它可用于臨床檢驗(yàn)、藥物釋放、癌癥和肝炎的診斷、細(xì)胞的標(biāo)記和識(shí)別等方面。尤其是在醫(yī)藥工程中，作為藥物載體的聚合物微球，粒徑的均一性，直接決定藥物的釋放速度和藥效的持久性。很多藥物，由于巨大的毒副作用，或者某些限制條件（運(yùn)輸途徑、作用方式等），致使這些藥物不能直

2、接使用，或者直接使用療效不佳。天然高分子微球，由于較好的生物相容性和生物粘附性，無(wú)毒，易降解，作為藥物運(yùn)輸載體，被廣泛用于藥物和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)運(yùn)輸系統(tǒng)。表面帶有竣基、氨基、羥基等功能基團(tuán)的微米級(jí)聚苯乙烯微球，因其表面基團(tuán)容易與酶、蛋白質(zhì)、核酸等生物活性物質(zhì)反應(yīng)，在生物工程、生物醫(yī)學(xué)等方面應(yīng)用廣泛。大多數(shù)病毒均為蛋白質(zhì)組成，微球表面的竣基基團(tuán)可以結(jié)合病毒中含有的氨基基團(tuán)，從而實(shí)現(xiàn)細(xì)胞分離與標(biāo)記。表面帶有活性基團(tuán)的聚合物微球在生物醫(yī)學(xué)、蛋白質(zhì)合成、微電子領(lǐng)域等有著廣泛的應(yīng)用?？⒒鳛槲⑶虮砻嫘揎椈鶊F(tuán)之一，在生物、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，由于竣基具有一定的反應(yīng)活性，所以再進(jìn)行后處理時(shí)相對(duì)比較容易，其表面

3、帶有竣基的特性能進(jìn)一步擴(kuò)大微球的應(yīng)用范圍.在化妝品工業(yè)中的應(yīng)用單分散性高分子微球由于自身的形貌特點(diǎn)，具備較好的光散射性能，可以制備具有明顯增白作用的化妝品；利用聚合物微球表面的高吸附能力，可以將熒光物質(zhì)導(dǎo)入微球的表面制備彩妝產(chǎn)品；聚合物高分子微球還可以作為活性組分的載體，使活性組分在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)緩慢釋放，具有控釋和緩釋作用；聚合物微球的功能特性，對(duì)于提高化妝品的品質(zhì)具有重要意義，是制備高效、安全的新型功能性化妝品的一個(gè)重要方法。在細(xì)胞培養(yǎng)中的應(yīng)用用細(xì)胞培養(yǎng)來(lái)產(chǎn)生人們生產(chǎn)和生活中需要的物質(zhì)，是當(dāng)今生物技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)。大多數(shù)細(xì)胞都需要附著在固體表面才能生長(zhǎng)和代謝，由于聚合物微球具有很大的比表

4、面積，以微球作為細(xì)胞貼壁的固體載體，大大節(jié)省了培養(yǎng)空間，使培養(yǎng)體系處于完全監(jiān)控的反應(yīng)器環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過(guò)程的簡(jiǎn)單化，可控性。同時(shí)提高了營(yíng)養(yǎng)液的利用率，降低了生產(chǎn)成本。目前多種聚合物微球載體已經(jīng)被應(yīng)用到動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)中，如聚丙烯酰胺微球、瓊脂糖微球以及纖維素微球等。在微生物培養(yǎng)中的應(yīng)用在微生物細(xì)胞培養(yǎng)方面，由于傳統(tǒng)培養(yǎng)方法的局限性，目前為止，只有5%的海洋微生物能被成功的培養(yǎng)。為了克服這種海洋微生物培養(yǎng)的瓶頸，微生物包埋培養(yǎng)作為一種新方法發(fā)展起來(lái)。用聚合物微球包埋后的微生物，模擬海洋生長(zhǎng)環(huán)境進(jìn)行培養(yǎng)，能夠與外界進(jìn)行正常的物質(zhì)交換，避免了不同微生物間的競(jìng)爭(zhēng)抑制，從而得到用傳統(tǒng)方法無(wú)法培養(yǎng)的微生物種

5、類。近年來(lái)，隨著各種技術(shù)的發(fā)展，人們還可以將微生物包埋與流式細(xì)胞儀分選相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了微生物分選與培養(yǎng)的高通量化，分離培養(yǎng)出了很多傳統(tǒng)方法無(wú)法培養(yǎng)的微生物種類。5 .,如免疫檢測(cè)中的免疫微球、液晶顯示器中的間隔粒子、彩色打印的炭黑微球等。總之，高分子聚合物微球在生物領(lǐng)域、臨床醫(yī)學(xué)、免疫檢測(cè)分析、電子信息產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。在免疫檢測(cè)中，隨著研究地不斷深入，人們發(fā)現(xiàn)當(dāng)抗體或抗原含量低時(shí)，一般的乳白色微球與透明背景很難區(qū)分；相比之下，染色后彩色微球的抗原/抗體免疫特異性現(xiàn)象更加直觀、靈敏，更易檢測(cè)、觀察。所以人們對(duì)彩色微球的研究越來(lái)越多，目前常見(jiàn)的制備方法主要有物理吸附法、核殼包埋法、自組裝

6、法、共聚法、化學(xué)鍵合法等，其中共聚法制得的微球性能穩(wěn)定，染料分布均勻，是研究較多的方法。見(jiàn)于報(bào)道的標(biāo)記染料一般為橙黃、紫紅、粉紅等淺色系，黑色微球在透明背景下更易辨認(rèn)。6 .制備方法制備單分散高分子微球的傳統(tǒng)方法包括懸浮聚合、分散聚合、種子乳液聚合、玻璃膜乳化技術(shù)等，都需要使用表面活性劑或穩(wěn)定劑，使聚合體系的組分變得更加復(fù)雜，產(chǎn)物純度降低，尤其不利于微球在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用.盡管制得微球后可以通過(guò)一些處理過(guò)程，將其中的全部或大部分表面活性物質(zhì)去除，但處理過(guò)程往往步驟復(fù)雜，過(guò)程冗長(zhǎng)，成本很高，限制了單分散微球在很多方面的應(yīng)用。目前，制備單分散聚合物微球的方法主要包括乳液聚合、懸浮聚合、分散聚合、

7、玻璃膜乳化及后聚合法.除非在極特殊條件下，這些過(guò)程中都需要使用表面活性劑或穩(wěn)定劑以防止所形成聚合物微球的粘結(jié)聚并或者凝膠化。聚合完成后這些助劑很難去除，對(duì)聚合物微球的應(yīng)用帶來(lái)問(wèn)題，尤其是在生物醫(yī)學(xué)相關(guān)領(lǐng)域。分散聚合和乳液聚合法是常用的制備符合亞微米顆粒要求的方法。9.盡管近年來(lái)國(guó)內(nèi)對(duì)單分散聚合物微球的相關(guān)研究發(fā)展迅速，但研究者多傾心于傳統(tǒng)的聚合方法，主要表現(xiàn)為操作手段的多樣化與精細(xì)化，而對(duì)新的單分散微球制備工藝投入和研發(fā)不足，這嚴(yán)重制約著單分散微球的工業(yè)化應(yīng)用。要使單分散微球在現(xiàn)有科技體系中發(fā)揮更佳作用且實(shí)現(xiàn)其應(yīng)用價(jià)值，應(yīng)從以下四個(gè)方面加以考慮，以便將該領(lǐng)域的研究推向一個(gè)更深的層次。(1)針對(duì)

8、傳統(tǒng)聚合方法加深聚合物成核及顆粒成長(zhǎng)機(jī)理的研究。通過(guò)精細(xì)、準(zhǔn)確的操作手段抑制二次或多次成核作用，控制成核的均勻性，并實(shí)現(xiàn)顆粒的均勻增長(zhǎng)。(2)在新技術(shù)手段方面，研發(fā)單分散液滴的制備方法、形成機(jī)制、尺度及結(jié)構(gòu)控制規(guī)律以及相關(guān)設(shè)備，進(jìn)一步拓展和深化相關(guān)理論基礎(chǔ)，逐步形成面向工業(yè)化的成熟技術(shù)體系。(3)從材料體系方面，目前多集中在苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯類單體合成，可進(jìn)一步加強(qiáng)研究水溶性單體及多元功能單體共聚的單分散微球合成。特別是敏感性、各向異性、多孔及中空等結(jié)構(gòu)和性能多元化的微球可控合成是高分子材料工作者的巨大挑戰(zhàn)。(4)從性能和應(yīng)用方面，提高對(duì)單分散聚合物顆粒的結(jié)構(gòu)和性能變化規(guī)律以及影響因素的研

9、究，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)性能可控，進(jìn)而將其應(yīng)用推向新的高度。15.微球的單分散性和粒徑是影響光子晶體光學(xué)性質(zhì)的主要因素，因此要尋找更好的制備方法，有效控制工藝過(guò)程，制備可見(jiàn)光所需的粒徑。目前，雖然聚苯乙烯微球的制備方法簡(jiǎn)單，很容易制得自組裝所需要的粒徑。但是要更好地制備出可見(jiàn)光或近紅外區(qū)域，具有完全帶隙的聚苯乙烯光子晶體還是需要進(jìn)行大量的工作。16.1957年美國(guó)RohmandHaas公司首先開(kāi)發(fā)出商品名為K120的核殼結(jié)構(gòu)聚合物。20世紀(jì)80年代，日本學(xué)者Okubo首次提出粒子設(shè)計(jì)”的概念，為核殼型聚合物乳膠粒子的制備提供了理論指導(dǎo)。當(dāng)今,核殼乳液由于具有優(yōu)異的性能已被廣泛地應(yīng)用于涂料、橡膠、黏

10、合劑、生物醫(yī)藥及電子等工業(yè)領(lǐng)域。17.然而，要將殼聚糖用做基因遞送載體系統(tǒng)，必須要得到高水溶性的殼聚糖衍生物，即在殼聚糖的氨基葡萄糖單元上引入大量的親水集團(tuán)。納米顆粒具有黏附性、體積小的特點(diǎn)，可在血管中隨血液循環(huán)透過(guò)血管壁進(jìn)入各個(gè)臟器的細(xì)胞中，可以延長(zhǎng)藥物在局部組織或部位的滯留時(shí)間，增加藥物的接觸面積，提高藥物的吸收和生物利用度；納米載體作為新型非病毒型基因載體能有效介導(dǎo)DNA的轉(zhuǎn)導(dǎo)，并使其在細(xì)胞內(nèi)高水平的表達(dá)，從而為基因表達(dá)、功能研究及基因治療提供了新的技術(shù)和手段。采用納米粒做為基因遞送系統(tǒng)具有許多優(yōu)越性，對(duì)一種基因載體評(píng)價(jià)的指標(biāo)是多方面的，如安全性、生物相容性、載藥量和包封率等。納米粒的粒

11、徑大小對(duì)納米粒的體內(nèi)代謝有很大影響，研究表明粒徑小的復(fù)合物越容易被細(xì)胞內(nèi)吞或者胞飲，轉(zhuǎn)染效率就越高。20.多孔聚合物微球近年來(lái)，制備具有特殊結(jié)構(gòu)和特殊性能包括智能性的高分子微球或凝膠是高分子材料的兩大研究方向.目前，單分散多孔聚合物微球的合成及應(yīng)用已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者致力研究的熱點(diǎn)之一，并獲得令人矚目的發(fā)展，多孔聚合物微球的制備方法很多，傳統(tǒng)方法有懸浮聚合法、分散聚合法、酸堿分步聚合法、種子溶脹法等。多孔聚合物微球材料的研究和應(yīng)用發(fā)展迅速，由于其特殊的尺寸、孔徑以及形貌，使其具備許多其他材料所不具備的特殊功能，其應(yīng)用也滲透到我們生活中的每個(gè)角落。近年來(lái),學(xué)者們通過(guò)多種方法制備出多孔聚合物微球本文

12、綜述了多孔聚合物的制備方法（懸浮聚合法、種子溶脹法和微孔膜乳化法）及相應(yīng)的成孔機(jī)制，并簡(jiǎn)要介紹了其性能表征及應(yīng)用研究狀況。與無(wú)孔微球相比，多孔微球最大的劣勢(shì)就是機(jī)械強(qiáng)度較差。因此合成時(shí)很少使用磁力攪拌，而是用各種振蕩器代替。多孔聚合物微球因可控制的孔結(jié)構(gòu)而具有特殊的尺寸效應(yīng)和界面效應(yīng)，在色譜填料、化妝品、藥物遞釋及催化劑載體等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。由于多孔聚合物微球具有化學(xué)穩(wěn)定性及易于被衍生化的優(yōu)點(diǎn)，并且對(duì)于樣品的負(fù)載能力強(qiáng)，有較高的色譜容量，這些優(yōu)點(diǎn)使得聚合物型色譜填料在反相、離子交換、排阻色譜中獲得了廣泛應(yīng)用。多孔聚合物微球由于具有特殊的表面結(jié)構(gòu)，在作為藥物載體時(shí)，可使吸附在其中的藥物在相當(dāng)長(zhǎng)

13、時(shí)間內(nèi)緩慢釋放，對(duì)于刺激性藥物還可通過(guò)低濃度持續(xù)釋放來(lái)降低對(duì)人體的刺激性，延長(zhǎng)作用時(shí)間。目前，有機(jī)合成中常用到的貴金屬催化劑載體通常是絡(luò)合而成，常存在污染大的缺點(diǎn)。與其他載體材料相比，高分子載體材料負(fù)載催化劑的制備工藝成熟，同時(shí)還具有催化活性高、穩(wěn)定性好、易于操作、反應(yīng)選擇性好等優(yōu)點(diǎn)，因此發(fā)展功能化多孔聚合物微球載體已成為新的趨勢(shì)。近年來(lái)，學(xué)者們通過(guò)多種方法制備出了多種形態(tài)的多孔聚合物微球，在微球制備技術(shù)、成孔機(jī)制等方面的研究取得了較大進(jìn)展。1空心微球的制備空心微球的制備方法可分為硬模板法、軟模板法、無(wú)模板法和犧牲模板法。硬模板法硬模板法是用硬顆粒作為模板，通過(guò)反應(yīng)或靜電吸附等作用在具有一定形

14、狀的硬顆粒上包裹一層殼層，再除去模板就得到中空結(jié)構(gòu)。通常的操作步驟為：制備模板；修飾模板表面;將殼材料或其前驅(qū)體包裹在模板上形成緊密的殼；選擇性除去模板。其機(jī)理如圖所示。制爵懾板收而修飾“殼的沉淀或啜附去模板軟模板法軟模板法一般是以乳液液滴、表面活性劑膠束、氣泡、聚合物囊泡等作為模板.例如在乳液模板法中，可以利用表面活性劑形成的膠束為模板，通過(guò)靜電吸附作用在表面吸附一層或多層無(wú)機(jī)物，再通過(guò)氧化等方法去掉核；在許多情況下，直接將有用的材料包裹在內(nèi)部，就不用再去核了。又如用氣泡作軟模板，可制備出單分散的納米粒子和氣泡，然后將粒子吸附到氣泡上（如圖2所示）。軟模板法條件比較溫和，操作相對(duì)簡(jiǎn)單，特別適

15、用于需要把材料填充到內(nèi)部的中空結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用，而硬模板法包裹芯材有困難。但是軟模板法制備出的中空微球形態(tài)不容易均勻，因?yàn)殡y以制備單分散性好的軟模板，并且制備過(guò)程常常使用較多的有機(jī)溶劑。此外，軟模板法分散性難以控制，獲得的微球的尺寸一般具有較大的分散性。圖2氣泡為軟模板時(shí)中空微球的形成機(jī)理無(wú)模板法無(wú)模板法是指在制備過(guò)程中不需要引入模板而形成空心結(jié)構(gòu)的操作方法。具體方法有多種，最常見(jiàn)的是利用Ostwald熟化現(xiàn)象，即溶質(zhì)中的較小型的結(jié)晶或溶膠顆粒溶解并趨向于沉積到較大型的結(jié)晶或溶膠顆粒上。與模板法相比，該方法不適宜制備多層空心微球，球體表面不如模板法規(guī)則犧牲模板法在犧牲模板法中，模板粒子同時(shí)作為模板

16、和成殼原料，也即模板參與殼形成的反應(yīng)，在殼生成的同時(shí)，模板材料被消耗而得到中空的結(jié)構(gòu)。如果過(guò)程中模板被全部消耗，就不需要去除模板，從而簡(jiǎn)化制備過(guò)程，并可避免硬模板法去核過(guò)程中常出現(xiàn)的對(duì)殼層的破壞；這個(gè)過(guò)程可以不必對(duì)模板進(jìn)行表面功能化修飾，而直接通過(guò)化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)模板和中空殼層的轉(zhuǎn)換.表I中空微球各軸制備方法的特點(diǎn)與歌班Featuresandofvariou!?kinds可ntlKticformicro?pheres麻城強(qiáng)一差；干燥后面雨獲壞；不適合用餐而有1輯點(diǎn)殼的用.均句可控；比的組分可可也*品層殼結(jié)構(gòu)：可以達(dá)到良好單分散性反應(yīng)條件溫和，梅作用時(shí)前單：核豺總可以直接包霰不需要引人舉板：椽作曲單

17、高效通就不需要去稹板；肉:作簡(jiǎn)單高效；模板可目不停飾1呵tl達(dá)到由好單分觸性理樽板注軟攆梅法無(wú)極板法犧時(shí)挨辦壯寸弗博.操作瞿地：去模板可韓會(huì)破壞無(wú)省構(gòu)的魂出雜不均一F微球尺寸咨分聲率不高|需亶使用較多的有機(jī)溶劑不能制備多星荒；表面不夠規(guī)理不能制皆多屆蕓緒構(gòu).檀版樽料后一定局限性表2多孔微球各種制備方法的特點(diǎn)與缺陷Table2Featuresanddiscjdvtjnagesofvariousofsyntheticmethod?forporousmicro沖hurt方法特點(diǎn)缺陷參考文獻(xiàn)懸浮聚合后交聯(lián)修飾法反應(yīng)操作荷單】反應(yīng)容易控制可以制備比表面積較大的多孔材料粒徑分布較寬31-351需要催化劑3

18、5391種子溶戰(zhàn)法能制備大尺寸的微球分散聚合反應(yīng)操作簡(jiǎn)單；反應(yīng)容易控制粒徑分布較窄3可制備的微球尺寸范圍較廣微孔膜乳化法粒徑分布窄：操作簡(jiǎn)單反復(fù)溶脹繁瑣耗時(shí)難包覆致孔劑而造成孔少或無(wú)孔操作繁瑣.需要特殊的設(shè)備需要特殊的設(shè)備25,525355中空微球和多孔微球特定的結(jié)構(gòu)和尺寸使其應(yīng)用十分廣泛，近些年對(duì)于它們的制備方法研究頗多。中空微球的制備方法主要有硬模板法、軟模板法、無(wú)模板法、犧牲模板法；多孔微球的制備方法主要有懸浮聚合、后交聯(lián)修飾法、種子溶脹法、分散聚合、酸堿處理法、微孔膜乳化法。這些方法都有自身的特點(diǎn)，實(shí)際應(yīng)用中常需要針對(duì)目標(biāo)材料的用途而選擇較為適合的方法，甚至結(jié)合多種方法以達(dá)到最佳效果。但是目前的制備方法也有很多地方需要進(jìn)一步改進(jìn)，如很多制備多孔微球的方法都需要反復(fù)離心洗滌