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聚乙烯醇微球载体的研究进展
学院: 材料科学与工程学院
班级: 高分子
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聚乙烯醇微球载体的研究进展
摘要:聚乙烯醇(PVA)微球载体具有优良的生物相容性、亲水性及大量可以用于修饰的羟基等一系列优异特性,使其具有广泛的应用。本文综述了各类PVA 微球载体的制备方法及其在高分子螯合剂、接枝共聚物、膜的改性、固定化酶、药物载体和环境保护等方面应用的研究进展。
关键词:聚乙烯醇微球载体
前言
聚乙烯醇(PVA)是分子主链含-CH2-CH(OH)-基团的高聚物由聚醋酸乙烯酯醇解而制得。PVA 载体用于一些生物活性物质的固定化过程时, 聚乙烯醇分子链上的侧羟基又会相互间形成氢键, 再加上线形结构的规整性, 使其在保持良好亲水性的同时又显示较好的化学稳定性, 提高了PVA 载体材料的机械性能。聚乙烯醇具有优异的亲水性以及良好的反应性, 经过化学交联或硬化改性处理, 它的机械强度及化学稳定性会显著提高又因为PVA 材料对生物活性物质无毒, 价廉易得等一系列优点, 是一种可应用于发酵工业、医药工业、食品工业、化学工业、环境保护等众多领域且具有发展潜力的生物载体材料人们对亲水性及反应性良好的PVA 载体寄予厚望, 其设计、制备与应用研究得到了广泛的关注。
聚乙烯醇微球研究的发展史
以聚乙烯醇载体为基本原料的免疫吸附剂的研究始于20世纪50年代,当时主要用于分离和纯化抗原(或抗体),用于治疗一些传统方法难以奏效,的疾病。它利用抗原- 抗体发生的免疫反应使配基与载体结合, 从而具有特异的吸附性能。目前免疫吸附疗法在世界各地得到越来越广泛的应用,因此免疫吸附材料的研究也日益受到重视。
在国外对聚乙烯醇微球载体的制备及其在免疫吸附方面的应用研究,已有很长的历史。
1982年Yamazaki研制成功聚乙烯醇凝胶- 色氨酸免疫吸附剂和聚乙烯醇凝胶- m g的K 2SO 4 溶液中,然后在低于- 5℃条件下冷却, 室温下解冻, 这样制得的固定化颗粒强度好、活性高, 并解决了成球困难的问题Kyoyuki 等人将PVA溶解后再加入海藻酸钠, 溶解冷却后与微生物混合, 然后滴入到含60% (N H 4 ) 2SO 4 与1% CaCl2的混合溶液中形成球形载体用以固定细胞, 不仅解决了成球难问题, 而且制备过程中微生物活性损失很小。
M asak i O kazak i 等人将PVA 溶液与微生物混合在一起, 运用冷冻—解冻法将微生物包埋其中制成微生物固定化网状载体,由于载体存在网状结构, 可以组建成许多小空间, 供固定在其中的微生物生殖代谢, 同时网状结构有利于传质作用, 充分发挥微生物的活性, 因其前述特性所致, PVA 网状载体固定生物活性物质是行之有效的[5]。Yamazaki Z 等将苯丙氨酸和色氨酸固定于聚乙烯醇微球上制备吸附剂用于系统性红斑狼疮的治疗, 临床效果显著。M asak i O kazak i 等人配置4% 的PVA 与1%的海藻酸钠以及1% 的微生物的混合溶液, 用注射器将混合液滴入2% 的CaCl2 溶液中成小球, 然后将小球在- 20℃下循环冷冻3 次, 制备成包埋微生物的球状PV A 载体, 并用此载体固定化降解DM F(N , N 2二***甲酰***) 的专用微生物处理含有大量DM F 的工业废水。M irosaw a SzczsnaA ntczak 等人用PV A载体固定酶用以催化水解反应与合成反应, 例如在酪蛋白水解反应中利用PVA 载体固定细菌作催化剂制备生物催化剂, 最终生物催化剂的产率可达12mg・L- 1・h- 1以上, 而且在反复的使用中载体显示出良好的机械稳定性与热稳定性。
近年来随着免疫吸附疗法的兴起,免疫吸附载体的制备也成为学者们研究的热点,主要集中在微球载体的制备针对这点国内学者对免疫吸附载体材料也进行了相当多的研究。俞耀庭等研制的类风湿关节炎免疫吸附剂[5] 在临床上有显著的疗效。陈婕等人采用氧化沉淀法制备强磁响应性纳米级磁流体, 并通过聚乙烯醇包埋, 获得磁性PVA 载体, 并经过NaBH 4 还原和活性色素辛巴蓝修饰, 使载体具有特异性亲和吸附能力。吴颉等人在n (FeSO4 ) ∶n[ Fe2(SO 4)3 ] = 2∶1 的100 mL 水溶液中加入0. 5 g 十二烷基苯磺酸钠, 在搅拌下滴加50 mL 聚乙烯醇缩丁醛的正丁醇溶液(质量浓度为
16 m g/mL ) , 60℃下反应1 h, 抽滤及真空干燥后即