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免疫磁性微球(Immunomagnetic Microspheres, IMMS )是表面結(jié)合有單克隆抗體的磁性微球，目前已廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)診斷和環(huán)境微生物檢測等方面。由于需要在磁性微球的表面結(jié)合適當(dāng)?shù)目贵w，因此要求所用的磁性微球能通過其表面的化學(xué)基團(tuán)與單抗結(jié)合，或有較大的表面吸附能力能與單抗牢固結(jié)合。聚苯乙烯磁性微球強(qiáng)度高，表面易進(jìn)行化學(xué)修飾，是比較理想的制備免疫磁性微球的骨架材料。為了提高檢測靈敏度，通常需要通過對其表面進(jìn)行處理來提高它的抗體結(jié)合率，以保證IMMS表面有足夠的抗體。近年來，表面帶功能基團(tuán)的磁性高分子微球通常采用將具有超順磁性的納米磁性材料與苯乙烯及其它功能單體共聚、化學(xué)改性等方法賦予其表面功能基(如-OH、-COOH、-CHO、-NH2、-SH等)。也就是說，表面改性的功能高分子微球通常由兩種途徑制備，即功能單體共聚和高分子微球功能化。在眾多聚苯乙烯微球的研究中，功能單體共聚是較實(shí)用的途徑，占較大的比例，因為功能度及交聯(lián)度易控制，而高分子微球功能化易產(chǎn)生副產(chǎn)物且功能度不易控制。在實(shí)際應(yīng)用中，常常需要有親水性但不溶的高分子微球，所以常將功能單體與適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)單元共聚，有時還需加交聯(lián)單體以獲得交聯(lián)型高分子微球。
表面改性微球的結(jié)構(gòu)示意如圖所示。按其合成方式，制備方法有兩類:一是先得到PS微球或相應(yīng)聚合物前體，再進(jìn)行化學(xué)改性，常見有接枝、嵌段、交聯(lián)及表面功能化(氯甲基化、磺化、磺酞化等);另一種是將St與本身具有官能團(tuán)的單體共聚，形成具有功能基的聚合物微球。這些共聚單體分子的引入又影響聚合物的粒徑、分子量、溶解性等性質(zhì)及其微球的形態(tài)與特性。EI-Aasser的研究還認(rèn)為某些具有親水基團(tuán)的物質(zhì)能與St共聚，形成的物質(zhì)起共穩(wěn)定劑的作用，共聚單體分子的引入，既在聚合物粒子上引入了功能團(tuán)，為其進(jìn)一步改性提供了條件;又可通過不同技術(shù)的運(yùn)用，得到如核殼結(jié)構(gòu)、中空結(jié)構(gòu)、多孔結(jié)構(gòu)磁體特性等不同特性的微球。這又?jǐn)U大PS微球產(chǎn)品的應(yīng)用范圍。
單體共聚法制備磁性微球簡單易行，但是采用該方法得到的功能基只有小部分位于微球表面，而絕大部分被包埋在微球內(nèi)部。采用磺化、硝化、氯甲基化及輻射等后處理方法可以有效提高表面功能基濃度，但是處理過程中的高溫及強(qiáng)酸性環(huán)境等對氧化鐵的分解作用限制了其應(yīng)用。在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域常用的功能基如下表所示。
生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域常用的功能基：
表面功能基 化學(xué)式
梭基 -COON
羥基 -OH
氯甲基 -CH3Cl
醛基 -CHO
胺基 -NH2
聯(lián)氨基 -NHNH2
酞胺基 -CONH2
環(huán)氧基 -CH(O)CH-
其中，最常用的表面基團(tuán)是梭基和胺基，這主要是因為相對于其他基團(tuán)，梭基和胺基具有以下優(yōu)點(diǎn)：
(1) 經(jīng)過長時間儲存，這兩種功能基仍然非常穩(wěn)定；
(2) 目前己對配體和這兩種基團(tuán)偶聯(lián)的化學(xué)方法進(jìn)行了廣泛的研究，對于每種基團(tuán)均有多種偶聯(lián)方法可供選擇；
(3) 蛋白質(zhì)分子含有端梭基和胺基，因此能確保蛋白質(zhì)能夠偶聯(lián)到帶有梭基和胺基微球的表面上；
(4) 偶聯(lián)過程中的試劑易于制備和使用。
