磁性萃取研究进展-

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1、磁性萃取研究进展-研究牛课程论文《磁性萃取研究进展》课程名称生物分离工程姓名学号专业牛物化工任课教师开课时间2013.09—2014.01教师评阅意见:评阅［］期论文成绩课程论文提交时间：2014年02月24口生物分离工程课程论文磁性萃取研究进展磁性萃取研究进展李木明（华侨大学化工学院福建厦门361021）［摘要］磁分离技术是将物质进行磁场分离的一种技术，该技术的应用已经渗透到各个领域，近儿年磁力分离法己成为一门新兴的分离技术。本文在阐述磁性分离原理的基础上，介绍了磁性分离的材料、应用以及四极磁场磁泳分离、微芯片磁泳分离的技术与进展。［关键词］磁分离，磁性微球，磁泳随着科学技术的飞速发展，科

2、学研究领域及牛产领域对快速便捷的分离方法产牛了□大的需求。磁分离技术因具有高效、快速、非玷污、集分离及富集于一休等诸多优点而广泛应用于免疫分析、核酸提取、基因测序、细胞分离、固定化酶、手性分离等牛命科学研究的重要领域。生物磁分离技术的发展趋势是微型化、平行化和自动化，其核心问题在于制备出粒径大小均匀、分散性好、磁性强和制备简便的磁性微球，以保证牛物分离过程的高效性、重现性和可控性。在牛物体中人部分分子通过形成聚集体或微粒发挥其功能，最典型的例子当数细胞。植物、动物和人类等牛物体由人量不同类型的细胞组成。每一种细胞类型都具有特征，在整个生物的生命过程中发挥其独特的作用。我们对多细胞生物体的生命

3、过程的理解在很大程度上依赖于有关特定类型细胞的知识。目前分离高分子量生物微粒的手段非常有限，仅有离心沉降和荧光活化细胞分选等方法。这些方法存在分辨率不高或设备昂贵等局限性，因此迫切需要发展新的生物微粒分离分析技术。磁场诱导微粒定向移动技术即磁泳，是近年來发展起來的高效、高通量生物分离分析技术，在细胞生物学、生物技术、生物医学、临床研究等领域中用于细胞的分选、RNA和DNA的分离、制备、纯化和测序,展现岀令人注目的应用潜力和发展前景。[1-5,11-15]1磁性萃取技术的原理20世纪初，人们就在工业生产屮利用磁分离技术从混和物屮分离磁性和非磁性组分，典型例子就是铁矿石的富集和冷却水中铁磁性杂质

4、的去除。进入70年代以来，由于生命科学研究对快速便捷分离方法的15大需求和高性能磁性微球合成技术的迅速发展，磁分离技术在生命科学领域中的应用日益增多。近年来，使用连接有抗体、受体、单链DNA的磁性微球分离土壤、食品、血液和体液屮的靶配体取得了很大的成功。利用外磁场操控微流控芯片中1牛物分离工程课程论文磁性萃取研究进展磁性微粒或者磁性标记生物体，从而实现样品处理、分离纯化和检测鉴定的高度集成的新型分析技术的发展受到人们的广泛关注。与传统的分离技术相比，该方法将分离和富集结合于一体，其较大的比表面积大大提高了分离过程中生物分子相互作用的动力学速度，具有高效、快速和非玷污的优点。目前这种方法已广泛

5、应用于免疫分析、核酸提取、基因测序、细胞分离、固定化酶、手性分离等生命科学研究的重要领域。生物磁分离技术的发展趋势是微型化、平行化和自动化，其核心在于开发颗粒大小均匀、磁性粒了含量均匀和超顺磁性的磁性微球，以保证生物分离过程的璽现性和可控性。磁性微球是将磁性粒子分散、包裹于介质材料屮或者包被在介质材料表面形成的具冇特殊功能基团的微球。磁性微球作为分离材料和载体一般要求考虑以下性质：（1）具有合适的粒径。磁性微球的粒径越小，它的比表面积越大，磁性微球的利用效率也越高，且易分散在溶液屮1何不沉淀，但在分离时需加较大的磁场才能使之分离；反之粒径大，虽然易于分离，但它在溶液屮不稳定，易沉淀，因此要具

6、有合适的尺寸。（2）具冇较强的磁响应性和较低的剩磁。外加一个较小的磁场就可顺利地将英分离，并可以在去掉外磁场后能重新分散于溶液中而不发生凝聚而沉淀。（3）易于表而生物化。磁性微球表面具有活性基团,如-OH,-C00H,-CH0,-NH2,-SH等,这些基团容易与化学、生化和生物物质连接。（4）良好的牛-物相容性。磁性微球在生物工程，特别是牛物医学工程中的应用有一个垂要的方面就是要有生物相容性，多数生物高分了如多聚糖，蛋口质类具有良好的生物相容性，它们在人体内安全无毒，可降解，不与人体组织器官产生免疫原性，这种性质在靶向药物应用中尤其重耍。另外值得提出的是磁性微球在水中或等渗溶液中能否保持稳定

7、不发生团聚也是关系到分离纯化能力与稳定性的重耍因素。因此，满足牛物分离应用的磁性微球需要具有强磁响应、单分散、高磁含量、低剩磁、分散稳定性好以及表面易功能化等特点，在对这类材料进行研究时应紧密I韦I绕上述儿个日标进行相应制备技术的探索。目前，磁性微球的制备主要基于以下思路：将具有铁磁性的铁族元索或稀土元素金属材料（Fe、Co、Ni、Mn及其氧化物等）直接制成颗粒，也可制成合金。制得的磁性颗粒可以直接应用，也可