一、高分子微球概述

    高分子微球應(yīng)用幾乎涉及到所有領(lǐng)域。高分子微球的起源非常悠久，最早的天然高分子微球來自天然的橡膠樹的樹液，被稱為乳膠（Latex）。也許由于這個(gè)原因，最早的合成高分子微球被應(yīng)用于橡膠制品或橡膠制品的添加劑，這些高分子微球都是由具有彈性的聚合物組成，如聚丁二烯、聚異戊二烯等。以后，隨著微球制備技術(shù)的發(fā)展，聚合物微球又開始被應(yīng)用于涂料、紙張的表面加工、膠粘劑、塑料添加物、建筑材料等領(lǐng)域。近十幾年來，由于高分子微球應(yīng)用領(lǐng)域又從以往的一般工業(yè)應(yīng)用發(fā)展到高尖端技術(shù)領(lǐng)域，如醫(yī)療和醫(yī)藥領(lǐng)域、生物化學(xué)領(lǐng)域和電子信息領(lǐng)域等。在高分子微球應(yīng)用方面，傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域的產(chǎn)品得到進(jìn)一步提升，如在涂料應(yīng)用領(lǐng)域，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)已經(jīng)從大眾化走向個(gè)性化，即品種多樣化和少量化，但附加價(jià)值較高。高分子微球在藥物輸送系統(tǒng)的應(yīng)用應(yīng)該是近年來發(fā)展迅速的領(lǐng)域，這是因?yàn)槿藗儗?duì)醫(yī)療質(zhì)量的要求越來越高。

    復(fù)合高分子微球又稱核殼高分子微球，是制備共混高聚物的一種新技術(shù)。它是材料科學(xué)發(fā)展的重要方向，現(xiàn)已從宏觀的聚合物共混物發(fā)展到亞微觀的復(fù)合高分子乳膠。近年來，通過復(fù)合技術(shù)制備復(fù)合乳膠以及對(duì)復(fù)合型乳膠的研究十分活躍。其中，核殼結(jié)構(gòu)乳膠聚合物尤其令人感興趣。核殼結(jié)構(gòu)乳膠聚合物屬于異種高分子復(fù)合乳膠，是由性質(zhì)不同的兩種或多種單體分子在一定條件下進(jìn)行聚合，即種子聚合或多階段聚合，一般以先聚合的材料為中心，后形成的聚合物為外層，使乳膠粒子的內(nèi)側(cè)和外側(cè)分別富集不同種成分，通過核殼的不同組合，得到不同形態(tài)的非均相乳膠，從而可賦予核、殼各不相同的功能，可獲得一般無規(guī)共聚物、機(jī)械共混物難以具有的優(yōu)異性能。

核殼高分子的性能與其結(jié)構(gòu)關(guān)系十分密切。80年代初，Okubo等提出“粒子設(shè)計(jì)”的新方法，主要內(nèi)容包括控制乳膠粒子的形狀、異相結(jié)構(gòu)、粒徑分布及功能基的分布等。復(fù)合乳膠能有效改善材料的力學(xué)性能，在塑料、涂料和油漆方面有重要的應(yīng)用。近年來，人們通過化學(xué)和物理的手段（如：交聯(lián)、包埋、附著和反應(yīng)）賦予乳膠顆粒以光導(dǎo)、電導(dǎo)、熱敏和磁等功能，廣泛應(yīng)用于電子、生物、醫(yī)藥和照相工業(yè)。

二、在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用

高分子微球在醫(yī)學(xué)工程中起著重要的作用。我們知道很多藥物無法直接使用或使用療效不理想,這就需要高分子材料來包埋藥物,并通過合理的設(shè)計(jì)微球的尺寸、膜壁結(jié)構(gòu)、表面性質(zhì)、緩釋性能等來達(dá)到所需的時(shí)間及地點(diǎn),以及想要達(dá)到的藥物的釋放速度。例如抗癌藥物的毒副作用特別大，需要用高分子對(duì)藥物進(jìn)行包埋,并對(duì)其表面進(jìn)行修飾，以賦予藥物對(duì)癌細(xì)胞的靶向性,使藥物富集于癌細(xì)胞,來消除或降低抗癌藥物對(duì)正常細(xì)胞的副作用；口服藥物需要用外包的高分子來保護(hù)藥物，避免其在胃內(nèi)的分解，并提高胃腸壁對(duì)藥物的吸收；黏膜給藥需要用外包的高分子來提高微囊在黏膜出的停留時(shí)間，并提高黏膜對(duì)藥物的吸收；疫苗需要用高分子包埋來實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)效免疫，等等。 

目前,合成具有微相分離表面結(jié)構(gòu)的高分子微球,或者對(duì)載有生物活性物質(zhì)的微球進(jìn)行表面的親水化處理是十分必要的。為了滿足粒子設(shè)計(jì)和開發(fā)醫(yī)用新材料的需要,化學(xué)工作者與醫(yī)學(xué)工作者應(yīng)密切合作,不斷探索合成各種具有不同親/疏水表面、不同電荷密度、具有不同功能基團(tuán)、不同粒徑以及不同密度的高分子微球,不斷開拓醫(yī)用高分子微球的應(yīng)用領(lǐng)域。不斷發(fā)掘高分子微球微觀材料的諸多優(yōu)點(diǎn),如體積效應(yīng)、表面效應(yīng)等。另外,由于高分子與金屬、陶瓷等其它材料結(jié)合的新型復(fù)合型功能微球和兼有熱、光、壓力、磁、pH等多響應(yīng)性的功能高分子微球的研究開發(fā)也將進(jìn)一步展現(xiàn)其應(yīng)用潛力，例如具有生物醫(yī)用功能的磁性高分子微球,其能在外加磁場(chǎng)的作用下方便快捷地分離出來也越來越受青睞。可以預(yù)期,作為生物工程的重要組成部分,載體微球制備技術(shù)和固定化技術(shù)的進(jìn)一步開發(fā)必將引起人們的關(guān)注和重視,得到進(jìn)一步的發(fā)展。

   高分子微球是指直徑在納米級(jí)至微米級(jí)形狀為球形或其它幾何體的高分子材料或高分子復(fù)合材料。生物醫(yī)用高分子微球由載體、鍵合在微球表面上的功能基以及所固定的生物活性物質(zhì)三部分組成。可分為天然高分子微球和合成高分子微球兩大類。前者有聚多糖類和蛋白質(zhì)后者多以苯乙烯、乙烯基吡啶、丙烯酸酯、丙烯酰胺及它們的衍生物為原料制備。由于其分子結(jié)構(gòu)的可設(shè)計(jì)性吸引了越來越多的科學(xué)工作者的興趣，進(jìn)而更加快了其開發(fā)應(yīng)用的步伐?？梢酝ㄟ^選擇聚合單體和聚合水平上來設(shè)計(jì)合成和制備,并且可以比較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與功能。這種微觀結(jié)構(gòu)和性能的可設(shè)計(jì)性,使得高分子微球在對(duì)材料特性要求較高的生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中顯示出巨大的發(fā)展?jié)摿?。與無機(jī)材料微球或來源于生物體的血球等相比,高分子微球除具有固相化載體特有的易于分離和提純的優(yōu)點(diǎn)外,還具有廉價(jià)、比表面積大、單分散性好、易于制備及功能化以及對(duì)生物體相容性可調(diào)、有利于研究與生物體成份相互作用等特點(diǎn)。

三、乳膠微粒粒徑檢測(cè)的必要性

   乳液聚合中，乳膠粒子的直徑大小及其分布是表征聚合物乳液的重要指標(biāo)之一。目前分子設(shè)計(jì)中的核心體現(xiàn)在乳液聚合中乳膠粒大小及分布的控制上。粒徑大小不同的乳液有不同的應(yīng)用價(jià)值，如微乳液，粒徑在 10~100nm 之間，是理想的小粒徑、單分散聚合物顆粒的合成介質(zhì)，在食品、醫(yī)藥、透明材料的填料等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用；大粒徑(即微米級(jí))、單分散、具有不同顆粒形態(tài)和表面特征的聚合物微球已經(jīng)應(yīng)用到高檔涂料、粘合劑、浸漬劑、化妝品等科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是應(yīng)用到高分子、生物醫(yī)學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)等高新技術(shù)領(lǐng)域中，成為不可缺少的材料和工作物質(zhì)。