激光粒度仪在乳胶微球粒径检测中的应用

 

    高分子微球应用几乎涉及到所有领域。高分子微球的起源非常悠久，早的天然高分子微球来自天然的橡胶树的树液，被称为乳胶（Latex）。也许由于这个原因，早的合成高分子微球被应用于橡胶制品或橡胶制品的添加剂，这些高分子微球都是由具有弹性的聚合物组成，如聚丁二烯、聚异戊二烯等。以后，随着微球制备技术的发展，聚合物微球又开始被应用于涂料、纸张的表面加工、胶粘剂、塑料添加物、建筑材料等领域。近十几年来，由于高分子微球应用领域又从以往的一般工业应用发展到高技术领域，如医疗和医药领域、生物化学领域和电子信息领域等。在高分子微球应用方面，传统应用领域的产品得到进一步提升，如在涂料应用领域，产品的结构已经从大众化走向个性化，即品种多样化和少量化，但附加价值较高。高分子微球在药物输送系统的应用应该是近年来发展迅速的领域，这是因为人们对医疗质量的要求越来越高。

 

    复合高分子微球又称核壳高分子微球，是制备共混高聚物的一种新技术。它是材料科学发展的重要方向，现已从宏观的聚合物共混物发展到亚微观的复合高分子乳胶。近年来，通过复合技术制备复合乳胶以及对复合型乳胶的研究十分活跃。其中，核壳结构乳胶聚合物尤其令人感兴趣。核壳结构乳胶聚合物属于异种高分子复合乳胶，是由性质不同的两种或多种单体分子在一定条件下进行聚合，即种子聚合或多阶段聚合，一般以先聚合的材料为中心，后形成的聚合物为外层，使乳胶粒子的内侧和外侧分别富集不同种成分，通过核壳的不同组合，得到不同形态的非均相乳胶，从而可赋予核、壳各不相同的功能，可获得一般无规共聚物、机械共混物难以具有的优异性能。

 

核壳高分子的性能与其结构关系十分密切。80年代初，Okubo等提出“粒子设计”的新方法，主要内容包括控制乳胶粒子的形状、异相结构、粒径分布及功能基的分布等。复合乳胶能有效改善材料的力学性能，在塑料、涂料和油漆方面有重要的应用。近年来，人们通过化学和物理的手段（如：交联、包埋、附着和反应）赋予乳胶颗粒以光导、电导、热敏和磁等功能，广泛应用于电子、生物、医药和照相工业。

 

 

 

二、在医学领域中的应用

 

高分子微球在医学工程中起着重要的作用。我们知道很多药物无法直接使用或使用疗效不理想,这就需要高分子材料来包埋药物,并通过合理的设计微球的尺寸、膜壁结构、表面性质、缓释性能等来达到所需的时间及地点,以及想要达到的药物的释放速度。例如抗癌药物的毒副作用特别大，需要用高分子对药物进行包埋,并对其表面进行修饰，以赋予药物对癌细胞的靶向性,使药物富集于癌细胞,来消除或降低抗癌药物对正常细胞的副作用；口服药物需要用外包的高分子来保护药物，避免其在胃内的分解，并提高胃肠壁对药物的吸收；黏膜给药需要用外包的高分子来提高微囊在黏膜出的停留时间，并提高黏膜对药物的吸收；疫苗需要用高分子包埋来实现长效免疫，等等。 

 

目前,合成具有微相分离表面结构的高分子微球,或者对载有生物活性物质的微球进行表面的亲水化处理是十分必要的。为了满足粒子设计和开发医用新材料的需要,化学工作者与医学工作者应密切合作,不断探索合成各种具有不同亲/疏水表面、不同电荷密度、具有不同功能基团、不同粒径以及不同密度的高分子微球,不断开拓医用高分子微球的应用领域。不断发掘高分子微球微观材料的诸多优点,如体积效应、表面效应等。另外,由于高分子与金属、陶瓷等其它材料结合的新型复合型功能微球和兼有热、光、压力、磁、pH等多响应性的功能高分子微球的研究开发也将进一步展现其应用潜力，例如具有生物医用功能的磁性高分子微球,其能在外加磁场的作用下方便快捷地分离出来也越来越受青睐。可以预期,作为生物工程的重要组成部分,载体微球制备技术和固定化技术的进一步开发必将引起人们的关注和重视,得到进一步的发展。

 

        高分子微球是指直径在纳米级至微米级形状为球形或其它几何体的高分子材料或高分子复合材料。生物医用高分子微球由载体、键合在微球表面上的功能基以及所固定的生物活性物质三部分组成。可分为天然高分子微球和合成高分子微球两大类。前者有聚多糖类和蛋白质后者多以苯乙烯、乙烯基吡啶、丙烯酸酯、丙烯酰胺及它们的衍生物为原料制备。

 

由于其分子结构的可设计性吸引了越来越多的科学工作者的兴趣，进而更加快了其开发应用的步伐。可以通过选择聚合单体和聚合水平上来设计合成和制备,并且可以比较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与功能。这种微观结构和性能的可设计性,使得高分子微球在对材料特性要求较高的生物医学领域中显示出巨大的发展潜力。

 

与无机材料微球或来源于生物体的血球等相比,高分子微球除具有固相化载体*的易于分离和提纯的优点外,还具有廉价、比表面积大、单分散性好、易于制备及功能化以及对生物体相容性可调、有利于研究与生物体成份相互作用等特点。

 

 

 

三、乳胶微粒粒径检测的必要性

 

      乳液聚合中，乳胶粒子的直径大小及其分布是表征聚合物乳液的重要指标之一。目前分子设计中的核心体现在乳液聚合中乳胶粒大小及分布的控制上。粒径大小不同的乳液有不同的应用价值，如微乳液，粒径在 10~100nm 之间，是理想的小粒径、单分散聚合物颗粒的合成介质，在食品、医药、透明材料的填料等领域都有广泛的应用；大粒径(即微米级)、单分散、具有不同颗粒形态和表面特征的聚合物微球已经应用到高档涂料、粘合剂、浸渍剂、化妆品等科学技术领域，尤其是应用到高分子、生物医学和临床医学等高新技术领域中，成为*的材料和工作物质。