磁性殼聚糖微球的制備和應用

王楠楠，柴　云，董發(fā)才*

(1.河南大學 生命科學學院，棉花生物學重點實驗室，河南 開封 475000；　2.河南大學 化學化工學院，河南 開封 475004)

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磁性殼聚糖微球的制備和應用

王楠楠1，柴云2，董發(fā)才1*

(1.河南大學 生命科學學院，棉花生物學重點實驗室，河南 開封 475000；2.河南大學 化學化工學院，河南 開封 475004)

摘要：磁性殼聚糖微球是通過一定的方法用殼聚糖將磁性材料包埋而形成的磁性微球，其內(nèi)核為納米級的磁性金屬微粒，外層為殼聚糖. 殼聚糖含有大量的氨基和羥基，使其具有特定的理化性質(zhì)，由此奠定了殼聚糖的許多生物學特性及加工特性的基礎. 另一方面，其磁性內(nèi)核使磁性殼聚糖微球具有很好的順磁性，利用外加磁場可以很方便地進行分離. 因此磁性殼聚糖在固定化酶、污水處理、食品工業(yè)和生物醫(yī)藥等方面具有廣泛的用途，磁性殼聚糖的制備及應用的相關研究也越來越受到重視. 本文作者對磁性殼聚糖微球的制備和應用進行評述.

關鍵詞：磁性殼聚糖微球；改性；固定化；應用

磁性高分子微球是指通過適當方法將高分子材料和磁性金屬或磁性金屬氧化物的超細微粒包裹起來形成的一種復合磁性微球[1]，這是近年發(fā)展起來的一種新型磁性材料. 通過接枝共聚或包埋的方法使得無機磁性材料表面結合富含功能基團(如-OH、-COOH、-CHO、-NH2,等)的有機高分子材料，能夠與多種物質(zhì)結合，還具有超順磁性，在外加磁場作用下可以快速分離[2]. 用于制備復合磁性微球的高分子材料有很多種，如：殼聚糖、纖維素、淀粉、明膠，聚苯乙烯、聚丙烯酰胺等. 其中殼聚糖在制備磁性高分子微球中的應用最為廣泛[3-4].

殼聚糖(Chitosan，簡稱CS)，化學名稱為β-(1→4)-2-氨基-2-脫氧-D-葡萄糖. 它是自然界中儲量最豐富的堿性天然多糖，可以由蟹、蝦殼中的甲殼素經(jīng)脫乙酰反應后得到. 其結構式如圖1所示. 殼聚糖獨特的分子結構使其易于進行化學修飾，同時殼聚糖無毒，具有良好的生物相容性、生物可降解和可再生等優(yōu)良的特性[5], 在工業(yè)和生物醫(yī)學等領域有著廣泛的應用. 但殼聚糖在酸性溶液中易溶解而難以從吸附基質(zhì)中分離，易被酸水解而穩(wěn)定性差, 限制了殼聚糖的應用[6-7]. 將殼聚糖與磁性粒子結合制備成磁性殼聚糖微球, 不但可提高其穩(wěn)定性及機械強度, 還可用簡單的磁場分離方法將殼聚糖與反應介質(zhì)分離, 使其在固定化酶、水處理、食品工業(yè)及醫(yī)學等領域有著廣闊的應用前景[8-11].

圖1　殼聚糖結構式Fig.1　Structure of chitosan

1磁性氧化鐵納米粒子的制備

磁性殼聚糖微球的核心部位是磁性粒子，賦予磁性微球以快速分離功能，外層生物高分子功能基團賦予磁性微球以載體的功能. 磁性殼聚糖微球的殼層與磁核的結合主要是通過范德華力、氫鍵、配位鍵的作用.

自從20世紀70年代中期，納米或微米級的磁性粒子就已經(jīng)被應用于生物和醫(yī)學領域. 磁性粒子主要有磁鐵礦、Fe3O4、鐵礦石、α-Fe2O3、鍶鐵氧體、鐵磁流體和磁性鈷[12]，其中Fe3O4應用最為廣泛. 目前，磁性氧化鐵納米粒子的制備方法主要有微乳液法[13]、化學共沉淀法[14-17]、水熱法[18-19]等. 其中，微乳液法和水熱法一般用來合成粒徑小于30 nm 的磁性氧化鐵納米粒子.

1.1微乳液法

微乳液是由水相、油相和表面活性劑組成的體系. 油相一般稱為分散介質(zhì)，水稱為分散相. 微乳液中存在大量微乳液滴，以微乳液滴為反應器合成物質(zhì)的方法即為微乳液法.

GUPTA等[13]采用微乳液法合成了Fe3O4，表面活性劑二(2-乙基己基)琥珀酸磺酸鈉和正己烷可以形成反相膠束體系，該體系具有親水性的內(nèi)核, 水溶性化合物在該體系中可以被溶解. Fe3O4在溶液中呈正電荷, 而水分子呈負電荷，F(xiàn)e3O4被水分子包圍, 從而使Fe3O4能夠分散在反相膠束體系的內(nèi)核中. 納米材料的粒徑與水合的尺寸相同, 因此可以通過改變表面活性劑、有機溶劑和水的比例進而控制水核的尺寸，從而控制納米材料粒徑的大小. 微乳液法合成的Fe3O4平均粒徑小于15 nm.

使用微乳液法合成Fe3O4, 可以得到粒徑較小, 分布均勻，形貌規(guī)則的Fe3O4顆粒，同時操作簡單. 該法制備Fe3O4的缺點是：制備過程中使用了大量表面活性劑并且很難去除，納米粒子的產(chǎn)量和純度比較低.

1.2化學共沉淀法

化學共沉淀法合成Fe3O4的化學原理與前述相同，只是在堿性溶液中直接沉淀. 具體方法分為兩種：一種是滴定水解法[14]，向一定物質(zhì)的量比的三價鐵鹽與二價鐵鹽混合溶液中逐滴滴入稀堿溶液，使混合液的pH值逐漸升高，當pH為6～7時水解生成磁性Fe3O4納米粒子；另一種為Massart水解法[15]，將一定摩爾比的三價鐵鹽與二價鐵鹽混合后，加入到強堿性水溶液中，鐵鹽在強堿性水溶液中瞬間水解結晶形成磁性鐵氧體納米粒子. ZHAO等[16]用氨水共沉淀Fe2+與Fe3+離子溶液制得Fe3O4，該粒子有較好的磁響應性，平均半徑為11.4 nm，可以做靶向藥物載體. KIM等[17]用滴定水解法制備了粒徑為6 nm左右的Fe3O4粒子，包覆表面活性劑(油酸鈉)后分散性提高.

用化學共沉淀法制備Fe3O4磁性粒子有很多優(yōu)點，如：對設備的要求低、工藝流程簡單、反應產(chǎn)物純度高、工藝流程短. 但此法要求反應中各組分具有相同或相近的水解或沉淀條件，制備得到的Fe3O4磁性粒子團聚嚴重，粒徑不易控制.

1.3水熱法

水熱法是將Fe2+溶液加入堿調(diào)節(jié)到預定pH值后,將反應體系轉(zhuǎn)入高壓釜中,在一定溫度下或按程序升溫后反應一定時間,經(jīng)過分離、洗滌和干燥得到產(chǎn)物.

FAN等[18]用水熱氧化法, 以FeSO4·7H2O和NaOH為原料, 以Na2S2O7為氧化劑，在加熱條件下合成多面體Fe3O4納米粒子. LI等[19]同樣采用水熱法合成了Fe3O4，不同的是他們選擇FeCl2·4H2O和NaOH做原料，選擇H2O2作為氧化劑. 實驗表明Fe3O4粒徑的大小與不同反應溫度有關. 反應物的物質(zhì)的量比和反應體系的pH值也會影響水熱法制備Fe3O4的質(zhì)量.

在水熱條件下，溫度和壓強較高，溶液快速對流，溶質(zhì)有效擴散，反應時間較短. 水熱法制的磁性氧化鐵納米粒子晶型較好，顆粒粒徑易于控制，粒度分布均勻，顆粒團聚現(xiàn)象較少. 該法也有不足，因為該法往往需要較高的溫度(一般為120～160 ℃)和壓力(5～7 atm)，對設備的要求較高，增大了生產(chǎn)成本.

2磁性殼聚糖微球的制備和改性

2.1磁性殼聚糖微球的制備

殼聚糖是一種天然有機高聚物材料，通常不能和無機材料相容. 因此，必須通過特殊的方法才能把無機磁性微粒均勻分散入有機聚合物中制成高性能的無機-有機復合材料. 綜合文獻報道，目前磁性殼聚糖微球的制備方法主要采用包埋法[20-25].

包埋法是利用超聲分散、機械攪拌等方法, 把磁性微粒均勻分散于殼聚糖溶液中, 再通過霧化、絮凝、沉積、蒸發(fā)等操作得到磁性高分子微球. 該法得到的磁性殼聚糖微球主要通過氫鍵、配位鍵等作用使殼聚糖鏈纏繞在Fe3O4粒子周圍，進而形成包被的復合物. 殼聚糖為線性分子，它對磁性微粒包埋往往是不完全的，無機磁性微粒很容易脫落. 為了將無機磁性微粒完全包埋，形成完整的殼聚糖包被外殼，人們通過使用化學交聯(lián)劑(如戊二醛)通過化學鍵把殼聚糖分子交聯(lián)起來更好的包埋四氧化三鐵顆粒[20]. 包埋法制備磁性殼聚糖微球易于進行，實驗所需條件簡單，但制得的磁性粒子粒徑分布寬，粒徑大小難以控制，形狀多樣.

為了制備顆粒均勻，分散性良好的磁性殼聚糖微球，通常使用表面活性劑和分散介質(zhì)，形成油包水微乳液體系來制備磁性殼聚糖微球. 首先，將殼聚糖溶解到一定濃度的酸溶液中，再把Fe3O4加入到殼聚糖溶液中，在超聲作用下，使磁性粒子均勻分散在殼聚糖溶液中. 然后，在混合物中加入有機溶劑，如液體石蠟，從而形成油包水的反相懸浮體系. 最后加入戊二醛等化學交聯(lián)劑，殼聚糖被交聯(lián)成網(wǎng)格狀，從而將Fe3O4包裹在其中. 在用油包水微乳液體系來制備磁性殼聚糖微球的方法中，磁性微粒與殼聚糖的比例、殼聚糖溶液的濃度、交聯(lián)劑的用量和攪拌速度等因素顯著地影響磁性殼聚糖微球的特性[21-23].

戊二醛有一定的毒性，易造成污染，為克服這一缺點，人們選用無毒的三聚磷酸鈉(TPP)交聯(lián)殼聚糖，在酸性溶液中，三聚磷酸鈉(TPP)的磷酸根陰離子可以與殼聚糖質(zhì)子化的氨基(陽離子)通過離子交聯(lián)發(fā)生粒子凝膠反應進而包埋磁性粒子得到穩(wěn)定的磁性殼聚糖凝膠[24]. 陳小松等[25]使用三聚磷酸鈉作為交聯(lián)劑制備了不同pH下的磁性殼聚糖凝膠，pH為3時，溶液中大量的氨基被質(zhì)子化與三聚磷酸鈉中磷酸根陰離子通過離子作用交聯(lián)，因此交聯(lián)度較高，制備的磁性殼聚糖穩(wěn)定性好. 而在pH為8時，質(zhì)子化氨基數(shù)目較少，磷酸根離子發(fā)生解離，交聯(lián)度下降，磁性殼聚糖穩(wěn)定性隨之下降. 該方法反應條件溫和，不使用有機溶劑，反應迅速. 但是由于交聯(lián)的本質(zhì)是離子鍵結合，在使用過程中，介質(zhì)的酸堿度直接影響磁性殼聚糖凝膠的穩(wěn)定性.

2.2磁性殼聚糖的改性

雖然磁性殼聚糖微球有自身獨特的優(yōu)勢并在很多領域顯示了良好的應用前景，但是由于磁性殼聚糖微球表面的功能基團種類較少，很難滿足各個方向的要求，其次磁性殼聚糖微球與酶等生物大分子結合時，由于空間位阻的影響，酶分子很難與底物充分結合，導致酶的利用率降低，催化效率不高. 為了提高磁性殼聚糖微球的適用范圍和使用效率，人們對磁性殼聚糖微球進行改性研究. 通過對殼聚糖進行功能化改性已經(jīng)成為制備新型高分子材料的重要途徑.

磁性殼聚糖微球可以通過共聚、表面改性等多種方法在微球表面增加反應性功能基團. 殼聚糖的C-2氨基和C-6伯羥基化學反應性較好，可以和多種化學試劑反應，從而引入羧基、氨基和巰基等多種功能基團. 殼聚糖的C-6-OH具有一定的反應活性，容易與氯乙酸等進行反應，引入新的羧基官能團. 邢云等[26]先用交聯(lián)劑戊二醛制備交聯(lián)殼聚糖微球，再加入二甲亞砜和氫氧化鈉，使交聯(lián)殼聚糖微球與氯乙酸在堿性溶液中反應，得到交聯(lián)羧甲基殼聚糖. 研究表明，羧甲基殼聚糖可用作重金屬離子的良好的吸附劑.

利用乙二胺、二異丁胺和三乙烯四胺等試劑對Fe3O4/CS微球進行改性處理，可在Fe3O4/CS微球上引入更多的氨基，在重金屬和有機染料污染的廢水處理中有著廣泛的用途[27-30]. 周利民等用反相乳液和化學交聯(lián)的方法制備了Fe3O4/CS微球，并通過環(huán)氧氯丙烷處理，進一步用乙二胺對Fe3O4/CS微球進行改性，從而引入了更多的氨基. 并研究了改性Fe3O4/CS微球?qū)u2+、Cd3+和Ni2+的吸附性能；結果表明, 隨著溶液pH值的升高, Cu2+和Ni2+的吸附容量增加，在pH=3時，Cd3+吸附容量最佳.

LI等[31]用聚丙烯酰胺對磁性殼聚糖微球進行改性研究，用其對Cu2+、Pb2+和Hg2+進行離子吸附實驗，并與未改性前的磁性殼聚糖微球進行了對比，結果發(fā)現(xiàn)，改性后的磁性殼聚糖微球的吸附能力高于未改性的磁性殼聚糖微球，并對 Hg2+有更高的選擇性吸附. 利用硫脲等試劑對Fe3O4/CS微球進行改性處理，可在Fe3O4/CS微球上引入巰基. 巰基(Lewis堿)對Hg2+、Ag+等高極性離子(Lewis酸) 有特殊的絡合能力,能形成穩(wěn)定的絡合結構,因此利用硫脲改性可提高殼聚糖對Hg2+等重金屬離子的吸附性能[32].

磁性殼聚糖微球作為載體直接用于固定化酶或其他生物大分子時，由于空間位阻的原因，固定化率不高，同時會影響到酶與底物的結合，而大大降低酶的催化效率. 為解決這一問題，研究人員通過接臂或接枝反應，在殼聚糖的氨基或羥基上接入一定長度的間隔臂，擴大酶與磁性殼聚糖微球之間的空間距離，從而提高酶的自由度和柔性，以提高固定化酶的催化效率.

王紅艷等[33]使用親水性多乙烯多胺進行對殼聚糖接枝反應, 得到多胺柔性鏈改性殼聚糖載體，用其進行固定化木瓜蛋白酶的研究，并與未經(jīng)多胺分子修飾的殼聚糖微球進行比較. 結果顯示用多胺柔性鏈改性殼聚糖載體固定化木瓜蛋白酶，酶活力最高可達313 U/g，活力回收率最高達61.5%，這一結果是采用未經(jīng)多胺分子修飾的殼聚糖微球固定化的2.3倍，原因是接枝后的殼聚糖微球表面存在親水性多胺柔性鏈, 既減小了固定化酶的空間位阻，又提高固定酶分子的自由度. 袁春桃等使用引發(fā)劑NH2OH·HCl-H2O使殼聚糖與丙烯睛發(fā)生聚合反應, 生成接枝共聚物殼聚糖-g-丙烯腈，并以殼聚糖-g-丙烯腈為載體進行木瓜蛋白酶固定化研究；實驗結果表明，殼聚糖-g-丙烯腈固定化木瓜蛋白酶和殼聚糖固定化木瓜蛋白酶，其Km分別為1.54、2.21，半衰期分別為40 d和28 d，說明接枝改性后的殼聚糖載體固定酶對底物的親和力，及酶活力保存時間比接枝前顯著提高[34].

3磁性殼聚糖微球的應用

3.1固定化酶

磁性殼聚糖微球是一種新型功能高分子材料，已作為載體被廣泛應用于酶的固定化[35-36]. 作為酶固定化的載體，磁性殼聚糖微球具有其獨特的優(yōu)點. 首先殼聚糖分子鏈上有大量的羥基和氨基易于進行化學修飾，可以通過多種方法進行酶的固定化；其次，其磁性內(nèi)核賦予了磁性殼聚糖微球的超順磁性，使得固定化酶的分離和重復使用更加便利. 湯衛(wèi)華等[37]制備了機械強度良好的磁性殼聚糖微球，并對β-半乳糖苷酶進行固定化研究. 測定該固定化酶的活力回收率達70.5%，同時具有良好的儲存穩(wěn)定性和操作穩(wěn)定性. FERNNDEZ-LUCAS等[38]用他們合成的Fe3O4/CS微球為載體，進行了脫氧核糖轉(zhuǎn)移酶固定化研究，結果表明，固定化脫氧核糖轉(zhuǎn)移酶在40 ℃存儲14 400多小時或重復使用30次，仍然保持100%的酶活力. 隨著磁性殼聚糖微球合成技術和固定化技術的日臻成熟，磁性殼聚糖微球作為酶固定化載體將得到更加廣泛的應用.

3.2在廢水處理中的應用

重金屬離子是廢水中常見的污染物，對環(huán)境有很大危害，同時重金屬離子通過食物鏈在生物體內(nèi)富集，使生物體產(chǎn)生各種疾病，因此如何嚴格控制重金屬離子對水體的污染是亟待解決的問題. 磁性殼聚糖微球含有大量的氨基和羥基，金屬離子可以通過螯合作用被有效吸附在殼聚糖上，從而達到去除廢水中重金屬離子的目的[24-27,29-32, 39-40]. RORRER等[41]研究了磁性殼聚糖微球?qū)U水中鎘離子的吸附效果. 研究表明，磁性殼聚糖微球能有效吸附廢水中的鎘離子. 在廢水中的Cd2+濃度為1 690 mg/L時，直徑為1 mm的磁性殼聚糖微球因為有更大的比表面積，比直徑3 mm的磁性殼聚糖微球有更好的吸附能力和更穩(wěn)定的吸附平衡狀態(tài). 張顯等[42]考察了磁性殼聚糖微球?qū)g2+的吸附性能，結果顯示，磁性殼聚糖微球?qū)g2+有較強的吸附能力，最大吸附量為0.83 mmol/g，在吸附循環(huán)5次后，對Hg2+的去除率仍可達到90%. 在外加磁場作用下，吸附劑容易與反應溶液進行分離，用乙二胺四乙酸二鈉(EDTA-2Na)洗脫被磁性殼聚糖微球吸附的Hg2+，使殼聚糖微球被循環(huán)利用，降低工業(yè)成本. 磁性殼聚糖微球?qū)ο∮薪饘匐x子如： La3+、Nd3+、Eu3+、Lu3+也有較大的吸附量[43].

磁性殼聚糖微球在印染和造紙等行業(yè)的污水處理中也具有廣闊的應用前景[28,44-48]. HAMARAT等[47]利用戊二醛交聯(lián)法制備了磁性殼聚糖微球，并用于直紅23污水的處理. 研究結果表明，磁性殼聚糖微球?qū)χ奔t23具有很強的吸附能力，在室溫和pH=4的條件下，磁性殼聚糖微球?qū)χ奔t23的吸附量可達到1 250 mg/g ，這一數(shù)據(jù)遠遠高于活性炭對直紅23的吸附能力. 張萬友等[48]用Fe3O4/CS微球作為絮凝劑，對造紙廢水進行處理. 結果表明，在pH=8，攪拌速度為120 r/min，F(xiàn)e3O4/CS微球投加量為6 mg/L，沉降時間為8 h的條件下，當進水COD為2 549.41 mg/L時，COD去除率可達到83.38%.

3.3食品活性組分的分離

食品和生物制品中有效成分的高效分離是生產(chǎn)上存在的主要難題之一，產(chǎn)品需要通過許多步驟才能得到,往往費事費力，成本較高. 采用磁分離技術，將磁顆粒與配體結合，就可以將產(chǎn)物有效分離，大大減少分離步驟. 如豆制品的加工過程中會產(chǎn)生大量乳清，工業(yè)生產(chǎn)中把乳清當作廢液排放，既造成浪費又造成環(huán)境污染，用磁性殼聚糖微球吸附的方法來吸附大豆乳清廢水中蛋白質(zhì)，吸附效果好，同時吸附后磁性殼聚糖微球容易分離，可以重復使用，有效去除了大豆乳清廢水中的蛋白質(zhì)，提高蛋白質(zhì)的回收率和純度，有良好工業(yè)前景[49]. 磁性殼聚糖微球還可以回收馬鈴薯加工廢水中的凝集素，回收率可達50%[50]. 該法回收效果好，回收凝集素后磁球易分離再生，是一種新的具有發(fā)展前途的廢水凝集素處理方法. 蘋果加工工業(yè)的主要產(chǎn)品是濃縮蘋果汁，而被扔掉的副產(chǎn)物蘋果渣中含有蘋果多酚，蘋果多酚有抗腫瘤、抗癌、防齲齒等功能. 袁亞宏等[51]制備了胺基化磁性殼聚糖微球，并對蘋果渣多酚進行吸附條件優(yōu)化及吸附效果的檢測，結果表明，磁性殼聚糖微球?qū)Χ喾游镔|(zhì)具有良好的吸附性能，可以對多酚物質(zhì)進行快速分離，解析后多酚得率可達78.73%. 磁性殼聚糖材料吸附分離蘋果多酚與傳統(tǒng)方法相比，有工藝簡單、吸附快速、能耗較低、成本低、吸附后易于磁分離等優(yōu)點.

3.4磁性殼聚糖微球在生物醫(yī)藥領域的應用

磁性氧化鐵粒子在生物分離分析、分子影像、靶向藥物載體等方面有良好的應用前景[52]. 但磁性納米顆粒之間由于磁性吸引和范德華力作用易產(chǎn)生聚沉,將其制備成磁性殼聚糖微球則能夠有效減少顆粒間的聚集沉淀，形成穩(wěn)定分散的磁流體，增加其穩(wěn)定性[53]. 磁性殼聚糖微球可被應用于藥物載體、磁共振造影劑、臨床診斷等多個生物醫(yī)藥領域[ 54-56]. 葛玉卿等[57]制備氧化鐵磁性顆粒,并用殼聚糖對其表面進行修飾得到樣品. 實驗結果表明,該樣品在生理pH=7.4條件下?lián)碛休^高的正電荷(10 mV)，易于和細胞表面的負電荷區(qū)域作用，有利于被細胞迅速有效攝取. 該復合微球表現(xiàn)出超順磁性,對馳豫時間t1、t2,尤其是t2具有很強的響應，具有作為磁共振造影劑的潛力；在雙蒸餾水和含新生牛血清的培養(yǎng)液中具有良好的穩(wěn)定性,可以進行生物醫(yī)學的應用.

磁性殼聚糖微球還用于藥物載體方面，殼聚糖納米微?？墒顾幬锓肿禹樌ㄟ^上皮組織，促進藥物的滲透吸收. 研究表明，殼聚糖包裹磁性粒子不會引起血液凝結造成栓塞，并且能有效縮短血栓溶解的過程，提高血栓溶解的百分數(shù)[58]. 載藥后的磁性殼聚糖微球可以控制藥物釋放、延長藥物療效、降低藥物的毒副作用、提高藥物的穩(wěn)定性，還有改變給藥途徑以及增強微球的靶向給藥能力等優(yōu)勢，已經(jīng)引起很多專家學者的關注. WILSON 等[59]將治療早老性癡呆病的藥物(他克林，膽堿酯酶的抑制劑)包埋在磁性殼聚糖中，形成他克林-磁性殼聚糖復合微球，通過靜脈注射的方法注射到動物體內(nèi)，并將動物的頭部置于磁場中，以觀察藥物在腦部的富集. 研究結果表明，與注射同等藥量的游離他克林相比，他克林-磁性殼聚糖復合微球的使用，顯著的提高了動物腦組織中他克林的濃度.

4展望

作為一種新型材料，磁性殼聚糖微球具有良好的應用前景. 它受到了各國學者的高度重視，得到了廣泛的研究. 但是有關磁性殼聚糖微球的研究的報道大部份還集中在制備方法和制備條件的研究. 目前制備磁性微球的技術還沒有發(fā)展得很成熟，很多問題沒有得到很好地解決. 如何得到具有強磁響應性和高比表面的磁性高分子微球，如何調(diào)節(jié)磁性載體表面特性、提高固定化酶在實際操作條件下的穩(wěn)定性等，都是今后研究工作的重點. 應用研究方面目前尚處于實驗室階段，有待進一步完善相關的技術和方法，將其推向應用階段. 隨著對磁性殼聚糖微球研究的深入，其應用前景會更加廣闊.

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[責任編輯：張普玉]

收稿日期：2016-01-17.

基金項目：國家棉花生物學重點實驗室基金(CB2015C26).

作者簡介：王楠楠(1988-),女,在讀碩士,研究方向：固定化酶.E-mail：06wangnan@163.com.

中圖分類號：O636.9

文獻標志碼：A

文章編號：1008-1011(2016)03-0395-08

Review of preparation and application of magnetic chitosan microspheres

WANG Nannan1， CHAI Yun2, DONG Facai1*

(1.SchoolofLifeSciences，HenanUniversity，Kaifeng475004，Henan,China;2.CollegeofChemistryandChemicalEngineering,HenanUniversity,Kaifeng475004，Henan,China)

Abstract:Magnetic chitosan microspheres are magnetic microspheres which were made by a certain embedding method using chitosan and magnetic materials. The kernel of magnetic chitosan microspheres are magnetic metal particles in nanoscale and the outer layer is chitosan. On one hand, chitosan has many biological characteristics and the processing characteristics because chitosan contains a large number of amines and hydroxyls. On the other hand, magnetic chitosan microspheres have very good paramagnetism due to their magnetic kernels and can be easily separated from solutions under the action of magnetic field. Magnetic chitosan microspheres have attracted attention in various fields due to their properties. In this paper, the preparation and characterization of magnetic chitosan microspheres are reviewed. The applications of magnetic chitosan microspheres in immobilized enzyme, wastewater treatment, food engineering and biological medicine are also introduced.

Keywords:magnetic chitosan microspheres; modification; immobilization; application