免疫磁性微球的制備及形態表征

王鼎文，姚堯，張愛琳,3，張華

（1.天津科技大學省部共建食品營養與安全國家重點實驗室，天津 300457；2.天津農學院食品科學與生物工程學院，天津 300384； 3.天津市農副產品深加工技術工程中心，天津 300384）

0 引言

納米磁性微球從誕生開始，它就受到了科研工作者的關注。曹君劍等[1]用納米磁粉為內核，用反相乳液法制備殼聚糖磁性復合微球，并用戊二醛活化復合微球并交聯鼠抗人CD3 單克隆抗體，成功制備出人CD3 納米免疫磁性微球；馬力等[2]采用反相懸浮包埋法制備免疫磁性微球，并對產物的結構、粒徑、磁性能進行了表征，還成功在其表面包埋了葡萄球菌蛋白；解泉源[3]把SiO2包裹的CdTe QDs作為生物標記物與免疫球蛋白偶合，吸附到電極上制成超靈敏免疫傳感器。本文采用化學共沉淀法制備納米磁性微球，運用XRD 分析其純度及形態結構，并對其進行氨基化修飾和表面包埋蛋白，以期為免疫磁性微球的研究開發和應用提供一定的理論依據。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

1.1.1 主要試劑

小鼠血清；牛血清白蛋白（生化試劑）；無水乙醇、硫酸亞鐵（FeSO4·7H2O）、三氯化鐵（FeCl3·6H2O）、過氧化氫、25 %戊二醛、吐溫-20；3-氨丙基三乙氧基硅烷。

1.1.2 儀器與設備

D/max-2500/PC 型X-射線衍射儀；S21-2 恒溫磁力攪拌器；磁分離架；SHZ-82 恒溫震蕩器；電熱鼓風干燥箱[4,5]。

1.2 方法

1.2.1 磁性微球無水乙醇溶液的制備

按照摩爾比分別為1:2、1.5:2、1.75:2 的比例分別稱取三份的FeSO4·7H2O 和FeCl3·6H2O，加入200 mL 蒸餾水攪拌溶解混勻；70 ℃條件下超聲5 min，高速攪拌，滴入0.75 mol/L 的NaOH 溶液250 mL，高速攪拌30 min；置于磁分離架上，棄上清，無水乙醇洗2 次，制備出納米磁性微球溶液，冷凍干燥12 h，得到納米磁珠粉末[6,7]。

1.2.2 磁性微球表面氨基化修飾

向制備液加APTES溶液0.4 mL，24 ℃振蕩交聯7 h；用磁分離器將APTES 修飾磁性微球分離，取制備完成的硅烷化的Fe3O4納米磁珠無水乙醇溶液0.5 mL，分離棄清液，再加入2 mL 5 %戊二醛溶液，24 ℃振蕩交聯2 h，分離棄清液，冷凍干燥得到氨基化納米磁珠粉末。

1.2.3 免疫磁性微球的制備

將小鼠血清與磁性微球進行不同比例的稀釋，恒溫振蕩器上25 ℃振蕩交聯100 min。

1.2.4 免疫磁性微球的形態表征

形態結構采用X-射線衍射法（XRD）[8-10]，測試條件：工作電壓35 kV，電流20 mA，衍射角掃描范圍：10°-90°。

2 結果與分析

2.1 納米Fe3O4 微球的外觀及磁響應性分析

三種不同摩爾比的Fe2+和Fe3+采用化學共沉淀法制備出的納米磁性微球溶液；得出磁性微球n（Fe2+）∶n（Fe3+）=1.75:2 的磁性相對于另外兩個更強。

2.2 納米Fe3O4 微球氨基化修飾后濃度

表1 納米Fe3O4 磁性微球氨基化修飾后稱重結果（2 mL/管）

由表1 可計算，制備出的納米磁性微球的濃度為9.15 mg/mL,經過氨基化后的納米磁性微球的濃度12.85 mg/mL。

2.3 免疫磁性微球的形態表征結果比較分析

采用X 射線衍射法進行免疫磁性微球的形態表征，將所得結果與Fe3O4、Fe2O3、FeO 的PDF 標注卡進行對比。

2.3.1 樣品中n(Fe2+)∶n(Fe3+)為1:2 時形態表征結果分析

當 樣 品 中n(Fe2+) ∶n(Fe3+) 為1:2 時 共 出 現10 個峰，其中分別出現在衍射角位于30.06°、35.42°、62.70°的3 個衍射峰為最強峰，但是在衍射角位于43.08°、57.14°兩處也出現比較強的峰，因此可確定，使用此比例制備的納米磁性微球中大部分為Fe3O4粉末，但也有比較明顯的雜質成分出現。

2.3.2 樣品中n(Fe2+)∶n(Fe3+)為1.5:2 時形態表征結果分析

樣 品 中n(Fe2+) ∶n(Fe3+) 為1.5:2 時， 共 出現10 個衍射峰，其中出現在衍射角位于30.18°、35.58°、62.80°的3 個衍射峰為最強峰，這與Fe3O4的粉末衍射卡片（PDF）標準卡片標注的X 射線衍射的衍射角和強度基本一致。

2.3.3 樣品中n(Fe2+)∶n(Fe3+)為1.75:2 時形態表征結果分析

當 樣 品 中n(Fe2+) ∶n(Fe3+) 為1.75:2 時，共出現9 個衍射峰位置，其中出現在衍射角位于30.14°、35.56°、62.84°的3 個衍射峰為最強峰，這與Fe3O4的粉末衍射卡片（PDF）標準卡片標注的X 射線衍射的衍射角和強度基本上是一致的；因此可確定，使用此比例所制備的納米磁性微球中大部分為Fe3O4。按照Fe2+和Fe3+的摩爾比值是1.75:2 所制備免疫磁性微球Fe3O4的含量依舊是最多的。

3 結論

本研究采用化學共沉淀法制備納米Fe3O4磁性微球，并進行氨基化修飾和結合免疫蛋白，成功制備出具有免疫磁性的Fe3O4微球。經磁響應性檢驗分析得出，所制備的納米免疫磁性微球具有超順磁性；化學共沉淀法制備出納米磁性微球溶液的濃度為9.15 mg/mL，經氨基化修飾后的納米磁性微球溶液的濃度12.85 mg/mL；經X 射線衍射進行形態表征分析得出，按照Fe2+和Fe3+的摩爾比值是1.75:2 相對于另外兩個比例所制備的納米免疫磁性微球純度要更高。