В настоящее время применение магнитных микросфер в биомедицине представлено иммуномагнитными микросферами, которые быстро развиваются и уже запущены во многих успешных применениях. Магнитные наноматериалы являются важным компонентом магнитных микросфер, поэтому применение магнитных наночастиц также следует рассмотреть.
- Получение и свойства магнитных наноматериалов
Обычно используемые магнитные материалы - это оксид железа, оксид железа, сплав железа и кобальта и т. д. Эти магнитные материалы обладают хорошей магнитной чувствительностью и могут быть легко получены в наномасштабе с использованием соответствующих методов. Например, растворите определенное количество магнитного материала в соответствующем количестве дистиллированной воды, отфильтруйте и перемешайте, разбавьте определенным количеством дистиллированной воды, равномерно перемешайте и добавьте соответствующее поверхностно-активное вещество в качестве диспергатора. При определенной температуре продолжайте перемешивать и добавляйте раствор в систему с определенной скоростью. После добавления по каплям продолжайте перемешивать в течение получаса. Выньте его и поместите на магнит, чтобы дать частицам оксида железа осесть, удалите верхнюю прозрачную жидкость, затем добавьте соответствующее количество раствора диспергатора в воде, диспергируйте с помощью ультразвука, отфильтруйте и получите цветной коллоидный раствор магнитных наночастиц оксида железа.
Концентрация щелочного раствора в процессе приготовления оказывает существенное влияние на свойства наночастиц оксида железа. Низкая концентрация щелочного раствора приводит к снижению силы намагничивания магнитного материала; Скорость капания щелочного раствора влияет на производительность магнитных материалов. Чем ниже скорость капания, тем меньше размер частиц магнитного материала и ниже сила намагничивания; Температура реакции системы также оказывает влияние, так как температура увеличивает размер частиц и усиливает намагничивание.
Магнитные наноматериалы, полученные вышеуказанным методом, можно разбавить водой соответствующим образом и сфотографировать под электронным микроскопом. Размер и распределение частиц можно определить с помощью анализатора изображений или напрямую измерить с помощью лазерного анализатора размера частиц. Можно получить различные размеры наноматериалов, при этом минимальный средний размер частиц составляет несколько нанометров. Размер частиц, как правило, распределен нормально. Структуру магнитных наноматериалов можно также проанализировать с помощью рентгеновского дифракционного анализатора, а их намагниченность можно измерить с помощью магнитометра.
- Подготовка магнитные микросферыс использованием магнитных наноматериалов
Магнитные микросферы могут быть получены из магнитных наночастиц и полимерных каркасных материалов. Полимерные материалы включают полистирол, силан, полиен, полиакриловую кислоту, крахмал, пектин, желатин, альбумин, этилцеллюлозу и т. д. Существуют как натуральные, так и синтетические материалы, которые могут использоваться по отдельности или в сочетании в качестве каркасных материалов. Эти каркасные материалы должны обладать стабильными свойствами, высокой прочностью и не иметь токсичных побочных эффектов.
Методы приготовления магнитных микросфер можно разделить на одноэтапные и двухэтапные: одноэтапный метод предполагает добавление магнитных наноматериалов перед формированием шариков, а во время формирования шариков полимер обволакивает их изнутри; двухэтапный метод предполагает сначала приготовление немагнитных микросфер, затем введение в них магнитных материалов посредством обработки и, наконец, диспергирование магнитных наночастиц в костном армирующем материале микросфер.
Одношаговый метод был разработан ранее, и существует множество методов, но представлены только следующие четыре.
(1)Рассеять магнитные наноматериалы (например, наночастицы оксида железа) в воде, добавить мономеры полимера, а затем добавить инициаторы для инициирования реакции полимеризации в соответствующих условиях, так что мономеры полимеризуются вокруг наночастиц оксида железа, образуя магнитные микросферы. Магнитные микросферы с синтетическими полимерными материалами в качестве скелета часто готовятся с использованием этого метода.
(2)Распределите магнитные наноматериалы в водном растворе полимерных скелетных материалов, добавьте соответствующие поверхностно-активные вещества и эмульгируйте их в эмульсии В/М в гидрофобном растворителе. Используйте методы термического отверждения или сшивания для отверждения полимерных скелетных материалов в магнитные микросферы. Магнитные микросферы с природными полимерными материалами в качестве скелета часто готовятся с использованием этого метода.
(3)Сначала Fe2+ и Fe3+ осаждаются в щелочном растворе с образованием суперпарамагнитного оксида железа, а затем покрываются силаном с образованием микросфер. Приготовленные силановые магнитные микросферы могут быть диспергированы в водной среде без быстрого осаждения и могут быть легко восстановлены с использованием магнитного поля.
- Включая магнетит как часть окислительно-восстановительной системы, полимеры могут полностью обволакивать магнетит. Полимеры инициируются ионами железа, которые диффундируют из частиц магнетита и становятся свободными радикалами посредством восстановления персульфата. Водорастворимые гелевые магнитные микросферы, содержащие акриловую смолу, могут быть получены этим методом.
- Получение, свойства и принципы действия иммунопрепаратовмагнитные микросферы
(1)Приготовление иммуномагнитных микросфер
Иммуномагнитные микросферы (ИММС), также известные как иммуномагнитные бусины (ИМБ), представляют собой магнитные микросферы с моноклональными антителами, связанными с их поверхностью. В связи с необходимостью связывания соответствующих антител с поверхностью магнитных микросфер, требуется, чтобы используемые магнитные микросферы могли связываться с моноклональными антителами через свои поверхностные химические гены или имели сильную силу поверхностной адсорбции для прочного связывания с моноклональными антителами. Сшитые полистирольные микросферы обладают высокой прочностью и легко химически модифицируются на поверхности, что делает их идеальным материалом для каркаса для приготовления иммуномагнитных микросфер.
Существует две формы связи между микросферами и антителами: адсорбционное связывание и ковалентное связывание. Адсорбционное связывание основано на неспецифической адсорбционной силе поверхности микросферы на антителе, в то время как ковалентное связывание основано на ковалентной реакции между активными группами на поверхности микросферы и антителом. Адсорбционное связывание может быть относительно сильным только тогда, когда микросферы имеют очень большую площадь поверхности. Поэтому для микросфер с относительно плоской поверхностью необходима обработка поверхности для улучшения их силы связывания антител, чтобы гарантировать, что поверхность IMMS имеет достаточное количество антител. После обработки поверхности магнитные микросферы культивируются с моноклональными антителами в соответствующем буферном растворе. Антитела быстро связываются с магнитными микросферами посредством физической адсорбции. Если на поверхности микросфер есть активные группы, они затем ковалентно связываются с поверхностью магнитных микросфер посредством более медленных химических реакций.
(2)Эффективность и принцип действия иммуномагнитных микросфер
Иммуномагнитные микросферы в основном используются для разделения клеток и других применений. Благодаря своей способности специфически связываться с целевым веществом и делать его магнитно-чувствительным, свободные магнитные микросферы были совместно культивированы со сложной смесью, содержащей целевое вещество (вещество, которое должно быть разделено). Иммуномагнитные микросферы могут избирательно связываться с целевыми веществами посредством реакций антиген-антитело. Когда это соединение проходит через устройство магнитного поля, целевое вещество, связанное с иммунными магнитными микросферами, будет удерживаться магнитным полем и отделяться от других сложных веществ.
Иммунные магнитные микросферы, используемые для разделения клеток, обладают следующими характеристиками: стабильные химические свойства и отсутствие агрегации; неспецифическое связывание с клетками; прочное связывание магнитных микросфер с антителами; размер магнитных микросфер однороден, магнитная чувствительность хорошая, а содержание магнитных наноматериалов однородно и постоянно; магнитные микросферы имеют подходящий размер и нелегко поглощаются клетками.
Связывание IMM с клетками может быть достигнуто двумя способами: прямым и непрямым. Прямой метод относится к последовательному присоединению антитела к магнитным микросферам, а затем к связыванию с целевыми клетками. Непрямой метод относится к первому смешиванию клеток со специфическими антителами для культивирования, позволяя специфическим антителам связываться с поверхностью клетки, а затем добавляя магнитные микросферы, предварительно обработанные антимышиным IgG (вторичное антитело). Непрямое связывание магнитных микросфер с целевыми клетками. Прямой метод может сократить этапы промывки и культивирования, но он редко используется для моноклональных антител IgM. По сравнению с прямым методом, непрямой метод,
В дополнение к подходящему диапазону, набор моноклональных антител также может быть использован для достижения лучших эффектов очистки клеток. Но после нескольких этапов промывки специфичность также снизится.
Разработка моноклональных антител, нацеленных на моноциты, сделала возможным выделение клеток с помощью специфических поверхностных маркеров. Обычно существует три различных метода, а именно технология проточной цитометрии (PACS), технология аллогенной гирлянды эритроцитов с прикрепленными к поверхности вторичными антителами и технология Panning, которая пассивно адсорбирует антитела на полистирольных тканевых пластинах. Все эти технологии имеют свои недостатки. FACS является дорогостоящим, технически сложным и часто страдает от таких проблем, как емкость, активность и стерильность отсортированных клеток; Метод гирлянды эритроцитов не может обрабатывать большое количество клеток, и в настоящее время не существует зрелого и удобного метода связывания антител с мембраной эритроцитов; Технология Panning также имеет много ограничений, таких как сложность масштабирования, громоздкие этапы, невозможность количественной оценки и целевые клетки, часто смешанные с неспецифическими антителами, адсорбированными на других клетках на дне культуральной пластины. Условно говоря, иммуномагнитные микросферы обладают такими преимуществами, как простота эксплуатации, быстрое и полное разделение, высокая чистота клеток, особенно с точки зрения простоты эксплуатации и экономии времени, которые трудно сравнивать с другими методами разделения.
Russian 
English 
Chinese 
Spanish 
Arabic 
Portuguese