磁性微球-磁珠

目前磁性微球在生物医药中的应用以免疫磁性微球为代表，发展迅速，已推出不少成功应用；磁性纳米材料是磁性微球的重要组成部分，因此磁性纳米粒子的应用也值得考虑。

1. 磁性纳米材料的制备及性能

常用的磁性材料有三氧化二铁、四氧化三铁、铁钴合金等。这些磁性材料具有良好的磁响应性，而且采用适当的方法很容易在纳米尺度上获得。例如，将一定量的磁性材料溶解在适量的蒸馏水中，过滤混匀，用一定量的蒸馏水稀释，搅拌均匀，加入适当的表面活性剂作为分散剂。在一定的温度下，不停地搅拌，以一定的速度将溶液加入体系中。滴加完毕后，继续搅拌半小时。取出置于磁铁上，使氧化铁颗粒沉降，除去上层清液，再在水中加入适量的分散剂溶液，超声分散，过滤，即得氧化铁磁性纳米粒子的有色胶体溶液。

制备过程中碱溶液的浓度对氧化铁纳米粒子的性能有显著的影响，碱溶液浓度低，磁性材料的磁化强度较低；碱溶液的滴速影响磁性材料的性能，滴速越慢，磁性材料的粒径越小，磁化强度越低；体系的反应温度也有影响，温度升高，粒径增大，磁化强度增强。

将上述方法得到的磁性纳米材料用水适当稀释后，在电子显微镜下拍摄照片，通过图像分析仪测定其粒径及分布，或直接用激光粒度仪测量，可得到不同大小的纳米材料，最小平均粒径为几个纳米，粒径一般呈正态分布。磁性纳米材料的结构也可以用X射线衍射分析仪分析，磁强计可测量其磁化强度。

SHBC磁性微球

2. 准备 磁性微球利用磁性纳米材料

磁性微球可由磁性纳米粒子与聚合物骨架材料制备而成，聚合物材料包括聚苯乙烯、硅烷、聚烯、聚丙烯酸、淀粉、果胶、明胶、白蛋白、乙基纤维素等，有天然材料和合成材料，可单独或组合作为骨架材料，骨架材料应性质稳定、强度高、无毒副作用。

磁性微球的制备方法可分为一步法和两步法：一步法是在成球前加入磁性纳米材料，成球过程中聚合物将其包裹在内部；两步法是先制备非磁性微球，然后通过加工将磁性材料引入其中，最后将磁性纳米粒子分散到微球的骨增强材料中。

一步法发展较早，方法很多，仅介绍以下四种。

（1）将磁性纳米材料（如氧化铁纳米粒子）分散于水中，加入聚合物单体，再加入引发剂，在适当的条件下引发聚合反应，使单体在氧化铁纳米粒子周围聚合，形成磁性微球。以合成的高分子材料为骨架的磁性微球常采用此方法制备。

（2）将磁性纳米材料分散于聚合物骨架材料的水溶液中，加入适当的表面活性剂，在疏水溶剂中乳化成W/O乳液，采用热固化或交联固化的方法将聚合物骨架材料固化成磁性微球，以天然高分子材料为骨架的磁性微球常采用此方法制备。

(3)首先在碱性溶液中使Fe2+和Fe3+析出，形成超顺磁性氧化铁，再用硅烷包覆，形成微球。制备的硅烷磁性微球可以分散在水介质中，不会快速沉淀，而且可以利用磁场方便地回收。

• 聚合物通过将磁铁矿本身纳入氧化还原体系，将磁铁矿完全包裹，由磁铁矿颗粒中扩散出来的铁离子引发聚合物，通过过硫酸盐的还原，变成自由基，利用此方法可以制备出含有丙烯酸树脂的水性凝胶磁性微球。

3. 免疫抑制剂的制备、特性及作用原理磁性微球

(1)免疫磁性微球的制备

免疫磁性微球（IMMS）又称免疫磁珠（IMB），是表面结合有单克隆抗体的磁性微球。由于需要在磁性微球表面结合合适的抗体，要求所用的磁性微球能通过其表面化学基因与单克隆抗体结合或具有较强的表面吸附力，能与单克隆抗体牢固结合。交联聚苯乙烯微球强度高，表面易进行化学修饰，是制备免疫磁性微球的理想骨架材料。

微球与抗体的连接形式有两种：吸附结合和共价结合。吸附结合依赖于微球表面对抗体的非特异性吸附力，而共价结合依赖于微球表面活性基团与抗体的共价反应。吸附结合只有在微球具有非常大的表面积时才能比较强。因此，对于表面比较平整的微球，需要进行表面处理，提高其抗体结合强度，以保证IMMS表面有足够的抗体。将表面处理后的磁性微球与单克隆抗体在合适的缓冲溶液中培养，抗体通过物理吸附很快与磁性微球结合。如果微球表面有活性基团，则抗体会通过较慢的化学反应与磁性微球表面共价结合。

（2）免疫磁性微球的性能及作用原理

免疫磁性微球主要用于细胞分离等应用，由于其能特异性地与目标物质结合，使其具有磁响应性，因此将游离的磁性微球与含有目标物质（待分离物质）的复合混合物共培养。免疫微球可以通过抗原抗体反应选择性地与目标物质结合。当这种复合物通过磁场装置时，结合在免疫磁性微球上的目标物质将被磁场保留，与其他复合物质分离。

用于细胞分离的免疫磁性微球具备以下条件：化学性质稳定，不聚集；不与细胞非特异性结合；磁性微球与抗体结合牢固；磁性微球尺寸均匀，磁响应性好，磁性纳米材料含量均匀一致；磁性微球尺寸适宜，不易被细胞吞噬。

IMM与细胞的结合可以通过直接和间接两种方法实现。直接法是指抗体依次附着在磁性微球上，然后与靶细胞结合。间接法是指先将细胞与特异性抗体混合培养，让特异性抗体结合到细胞表面，然后加入预先用抗鼠IgG（二抗）处理的磁性微球，使磁性微球间接与靶细胞结合。直接法可以减少洗涤和培养步骤，但对于IgM单克隆抗体很少使用。与直接法相比，间接法

除了选择合适的范围外，也可以使用一组单克隆抗体，以达到更好的细胞清除效果，但经过多次洗涤后，特异性也会下降。

针对单核细胞的单克隆抗体的发展使得分离具有特异性表面标志的细胞成为可能，一般有三种不同的方法，即流式细胞技术（PACS）、表面附着二抗的同种异体红细胞花环技术、以及将抗体被动吸附于聚苯乙烯组织板的淘选技术。这些技术都有各自的缺点，FACS价格昂贵，技术复杂，常受分选出的细胞的容量、活性、无菌性等问题的困扰；红细胞花环技术无法处理大量的细胞，目前尚无成熟便捷的方法将抗体偶联到红细胞膜上；淘选技术也存在很多局限性，如难以扩大规模、步骤繁琐、无法量化，靶细胞常与吸附于其他细胞上的非特异性抗体混在一起沉淀在培养板底部等。相对而言，免疫磁性微球具有操作简便、分离快速彻底、细胞纯度高的优点，特别是在操作简便、节省时间方面，是其他分离方法难以比拟的。