磁性微球在分析化学中的应用

                时丽艳1 苗凤智2 刘漫辉1 阎风英1 敦惠娟1* 魏雨1
               1 河北师范大学化学与材料科学学院，石家庄，050016
               2 河北科技大学环境科学与工程学院，石家庄，050018

    磁性微球(Magnetic micro spheres, MMS)作为一种新型的生物分离材料, 越来越受到人们的关注。MMS通常是由具磁性的内核及核外包裹的高分子外壳两部分组成，磁性内核一般由具有超顺磁性无机纳米磁性材料(如Fe3O4 )组成，外壳则是通过适当的方法结合天然或合成有机高分子，使MMS表面具有可修饰的性质。高分子外壳的表面多样性决定了MMS 可与各种生物活性物质(如抗体、抗原、受体、酶、核酸等) 偶联, 这些生物活性物质可在反应介质中进一步识别相应的抗原或抗体、配体、底物、核酸, 从而达到分离或检测目的。因此，MMS在固定化酶、免疫检测、靶向给药、细胞分离等生物医学领域展现出诱人的应用前景。
    MMS的磁性内核一般由金属或金属氧化物组成：铁粉、羰基铁、磁性铁、正铁酸盐、铁钴合金，最常用的是磁性Fe3O4 。制备磁性Fe3O4 可用中和沉淀法、氧化沉淀法、还原沉淀法、水把热沉淀法和化学共沉淀法。
    MMS的外壳分合成高分子材料和天然高分子材料。合成高分子材料主要有聚苯乙烯、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸等；天然高分子材料主要有纤维素、淀粉、明胶、壳聚糖等。
    MMS的制备方法主要有包埋法、单体聚合法、化学转化法、界面沉淀法和生物法等。
    在生命科学研究领域，许多生理活性的微量成分如蛋白质、肽、核酸、酶、细胞等存在于组成非常复杂的生物样品中，生物活性物质与复杂介质的分离常常是生命科学研究中必不可少的关键技术。与传统的分离技术相比, MMS不仅其表面可键合抗原、抗体、配体、细胞、酶等具有生物活性的生物大分子，通过锁－匙作用从复杂介质中识别目标物质，而且MMS内核具有磁性，可在磁场的作用下更加方便、快速的脱离复杂介质，达到分离、富集的作用。
    酶是具有催化活性的蛋白质，对生物体内的物质代谢具有重要作用。在通常的分离过程中，常会使酶的结构发生变化从而失去生物活性。通过物理吸附或化学键合的方法把酶固载到MMS上，不仅大大延长了酶的寿命使用，增加了酶的热稳定性和pH稳定性，还能提高酶的催化活性。
    在细胞分离应用中，MMS可用于除去细胞悬液中的杂质细胞，使靶细胞得以纯化；也可以直接从细胞悬液中将靶细胞分离出来，如把单克隆固载到MMS上，可直接结合肿瘤细胞，利用外加磁场就可把肿瘤细胞与正常骨髓细胞分离开。
    MMS在DNA的分离、基因测序中也有很重要的应用。
    MMS也广泛应用于磁性材料、生物工程、有机与生化合成等方面。