激光粒度儀在乳膠微球粒徑檢測中應(yīng)用

丹東皓宇 2020-10-28 | 閱讀：1097

一、高分子微球概述

高分子微球應(yīng)用幾乎涉及到所有領(lǐng)域。高分子微球的起源非常悠久，最早的天然高分子微球來自天然的橡膠樹的樹液，被稱為乳膠（Latex）。也許由于這個原因，最早的合成高分子微球被應(yīng)用于橡膠制品或橡膠制品的添加劑，這些高分子微球都是由具有彈性的聚合物組成，如聚丁二烯、聚異戊二烯等。以后，隨著微球制備技術(shù)的發(fā)展，聚合物微球又開始被應(yīng)用于涂料、紙張的表面加工、膠粘劑、塑料添加物、建筑材料等領(lǐng)域。近十幾年來，由于高分子微球應(yīng)用領(lǐng)域又從以往的一般工業(yè)應(yīng)用發(fā)展到高尖端技術(shù)領(lǐng)域，如醫(yī)療和醫(yī)藥領(lǐng)域、生物化學(xué)領(lǐng)域和電子信息領(lǐng)域等。在高分子微球應(yīng)用方面，傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域的產(chǎn)品得到進(jìn)一步提升，如在涂料應(yīng)用領(lǐng)域，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)已經(jīng)從大眾化走向個性化，即品種多樣化和少量化，但附加價值較高。高分子微球在藥物輸送系統(tǒng)的應(yīng)用應(yīng)該是近年來發(fā)展迅速的領(lǐng)域，這是因為人們對醫(yī)療質(zhì)量的要求越來越高。

復(fù)合高分子微球又稱核殼高分子微球，是制備共混高聚物的一種新技術(shù)。它是材料科學(xué)發(fā)展的重要方向，現(xiàn)已從宏觀的聚合物共混物發(fā)展到亞微觀的復(fù)合高分子乳膠。近年來，通過復(fù)合技術(shù)制備復(fù)合乳膠以及對復(fù)合型乳膠的研究十分活躍。其中，核殼結(jié)構(gòu)乳膠聚合物尤其令人感興趣。核殼結(jié)構(gòu)乳膠聚合物屬于異種高分子復(fù)合乳膠，是由性質(zhì)不同的兩種或多種單體分子在一定條件下進(jìn)行聚合，即種子聚合或多階段聚合，一般以先聚合的材料為中心，后形成的聚合物為外層，使乳膠粒子的內(nèi)側(cè)和外側(cè)分別富集不同種成分，通過核殼的不同組合，得到不同形態(tài)的非均相乳膠，從而可賦予核、殼各不相同的功能，可獲得一般無規(guī)共聚物、機(jī)械共混物難以具有的優(yōu)異性能。

核殼高分子的性能與其結(jié)構(gòu)關(guān)系十分密切。80年代初，Okubo等提出“粒子設(shè)計”的新方法，主要內(nèi)容包括控制乳膠粒子的形狀、異相結(jié)構(gòu)、粒徑分布及功能基的分布等。復(fù)合乳膠能有效改善材料的力學(xué)性能，在塑料、涂料和油漆方面有重要的應(yīng)用。近年來，人們通過化學(xué)和物理的手段（如：交聯(lián)、包埋、附著和反應(yīng)）賦予乳膠顆粒以光導(dǎo)、電導(dǎo)、熱敏和磁等功能，廣泛應(yīng)用于電子、生物、醫(yī)藥和照相工業(yè)。

二、在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用

高分子微球在醫(yī)學(xué)工程中起著重要的作用。我們知道很多藥物無法直接使用或使用療效不理想,這就需要高分子材料來包埋藥物,并通過合理的設(shè)計微球的尺寸、膜壁結(jié)構(gòu)、表面性質(zhì)、緩釋性能等來達(dá)到所需的時間及地點(diǎn),以及想要達(dá)到的藥物的釋放速度。例如抗癌藥物的毒副作用特別大，需要用高分子對藥物進(jìn)行包埋,并對其表面進(jìn)行修飾，以賦予藥物對癌細(xì)胞的靶向性,使藥物富集于癌細(xì)胞,來消除或降低抗癌藥物對正常細(xì)胞的副作用；口服藥物需要用外包的高分子來保護(hù)藥物，避免其在胃內(nèi)的分解，并提高胃腸壁對藥物的吸收；黏膜給藥需要用外包的高分子來提高微囊在黏膜出的停留時間，并提高黏膜對藥物的吸收；疫苗需要用高分子包埋來實現(xiàn)長效免疫，等等。

目前,合成具有微相分離表面結(jié)構(gòu)的高分子微球,或者對載有生物活性物質(zhì)的微球進(jìn)行表面的親水化處理是十分必要的。為了滿足粒子設(shè)計和開發(fā)醫(yī)用新材料的需要,化學(xué)工作者與醫(yī)學(xué)工作者應(yīng)密切合作,不斷探索合成各種具有不同親/疏水表面、不同電荷密度、具有不同功能基團(tuán)、不同粒徑以及不同密度的高分子微球,不斷開拓醫(yī)用高分子微球的應(yīng)用領(lǐng)域。不斷發(fā)掘高分子微球微觀材料的諸多優(yōu)點(diǎn),如體積效應(yīng)、表面效應(yīng)等。另外,由于高分子與金屬、陶瓷等其它材料結(jié)合的新型復(fù)合型功能微球和兼有熱、光、壓力、磁、pH等多響應(yīng)性的功能高分子微球的研究開發(fā)也將進(jìn)一步展現(xiàn)其應(yīng)用潛力，例如具有生物醫(yī)用功能的磁性高分子微球,其能在外加磁場的作用下方便快捷地分離出來也越來越受青睞?？梢灶A(yù)期,作為生物工程的重要組成部分,載體微球制備技術(shù)和固定化技術(shù)的進(jìn)一步開發(fā)必將引起人們的關(guān)注和重視,得到進(jìn)一步的發(fā)展。

高分子微球是指直徑在納米級至微米級形狀為球形或其它幾何體的高分子材料或高分子復(fù)合材料。生物醫(yī)用高分子微球由載體、鍵合在微球表面上的功能基以及所固定的生物活性物質(zhì)三部分組成?？煞譃樘烊桓叻肿游⑶蚝秃铣筛叻肿游⑶騼纱箢?。前者有聚多糖類和蛋白質(zhì)后者多以苯乙烯、乙烯基吡啶、丙烯酸酯、丙烯酰胺及它們的衍生物為原料制備。由于其分子結(jié)構(gòu)的可設(shè)計性吸引了越來越多的科學(xué)工作者的興趣，進(jìn)而更加快了其開發(fā)應(yīng)用的步伐?？梢酝ㄟ^選擇聚合單體和聚合水平上來設(shè)計合成和制備,并且可以比較方便地控制其尺寸的大小和均一性,使之具有所需要的特定性能與功能。這種微觀結(jié)構(gòu)和性能的可設(shè)計性,使得高分子微球在對材料特性要求較高的生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中顯示出巨大的發(fā)展?jié)摿?。與無機(jī)材料微球或來源于生物體的血球等相比,高分子微球除具有固相化載體特有的易于分離和提純的優(yōu)點(diǎn)外,還具有廉價、比表面積大、單分散性好、易于制備及功能化以及對生物體相容性可調(diào)、有利于研究與生物體成份相互作用等特點(diǎn)。

三、乳膠微粒粒徑檢測的必要性

乳液聚合中，乳膠粒子的直徑大小及其分布是表征聚合物乳液的重要指標(biāo)之一。目前分子設(shè)計中的核心體現(xiàn)在乳液聚合中乳膠粒大小及分布的控制上。粒徑大小不同的乳液有不同的應(yīng)用價值，如微乳液，粒徑在 10~100nm 之間，是理想的小粒徑、單分散聚合物顆粒的合成介質(zhì)，在食品、醫(yī)藥、透明材料的填料等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用；大粒徑(即微米級)、單分散、具有不同顆粒形態(tài)和表面特征的聚合物微球已經(jīng)應(yīng)用到高檔涂料、粘合劑、浸漬劑、化妝品等科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是應(yīng)用到高分子、生物醫(yī)學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)等高新技術(shù)領(lǐng)域中，成為不可缺少的材料和工作物質(zhì)。

相關(guān)產(chǎn)品