文献递送│东南大学王进科教授报道一锅法制备多功能磁性荧光微球
多组分复合生物材料的制备是获取多功能的生物材料的一种途径，尤其是有机-无机复合材料在药物控释系统、组织工程等方面都具有潜在应用。其中，复合聚丙烯酰胺微球（PAMMP）具有出色的生物相容性、水溶性和可控的表面官能团修饰，因此对于无机-PAMMP复合材料的研究备受关注。
另外，荧光成像技术具有高分辨率和灵敏度，是疾病诊断的一种理想技术。荧光成像技术通常是基于固有的荧光分子或合成荧光探针，在生物体内的稳定性欠佳。制备可见和近红外的复合荧光微球是获取具有稳定性、生物相容性荧光探针的一种良好途径。
本篇工作中，作者首先改进反相微乳液聚合法（文中称为点聚合法）开发出了一种利用戊二醛交联制备得到的单分散且带有可见和近红外的聚丙烯酰胺微球。进一步，作者采用一锅法成功制备了聚丙烯酰胺- Fe3O4 复合微球（PAM@FeNPs）（采用了东纳生物的PEI修饰Fe3O4和DMSA修饰Fe3O4纳米粒子)。该多组分微球具有磁性好、荧光稳定等特点，为荧光成像和药物或生物大分子载体等方面提供一种很有前景的多功能复合微球。
本文重点
（1）作者通过改进反相微乳液聚合法开发出了一种利用戊二醛交联制备得到的单分散且带有可见和近红外的聚丙烯酰胺微球（fPAMMPs）。通常来说反相微乳液聚合法制备的PAMMPs微球的单分散性并不是很好，作者通过调节混合溶液点的体积来控制微球粒径的均一性并且调节尺寸大小（180-800 mm）。此外，戊二醛交联能产生可见及近红外荧光，两种不同的双键C=C和C=N是交联联产生荧光的主要来源，因此可以通过增加纳米粒子的氨基基团来增强荧光性质。
图1不同尺寸fPAMMPs微球的显微镜图片及荧光图片（左图），fPAMMPs微球具有亲生物性，能够结合IDR 800CW链霉亲和素并发射荧光（右图）。
（2）采用了添加ε-聚赖氨酸（ε-PL）的方法，以一锅法制备出PAM@FeNPs复合微球（PEI@Fe3O4，南京东纳生物）。在一开始的一锅法制备时发现PEI@Fe3O4和APS混合后发生聚集，制备出的微球磁颗粒分布不均匀，在内部出现聚集状态，从而干扰荧光。但是如果将PEI@Fe3O4 与ε-PL先混合几分钟后加入APS发现不会聚集。并通过点体积的控制，调节PAM@FeNPs复合微球粒径，磁颗粒分布均匀、磁性好、且荧光不受四氧化三铁的影响。而采用负电性的DMSA@Fe3O4，只需要和fPMAMMPs过夜孵育，就能通过静电作用得到磁性较为均一的PAM@FeNPs复合微球。
图2. 由于PEI@Fe3O4与APS混合会发生聚集，采用一锅法制备PAM@FeNPs复合微球（PEI@Fe3O4，南京东纳生物）虽然有荧光，但是由于磁性颗粒分布不均匀，影响了微球的荧光均一性。采用静电吸附后负载法制备的PAM@FeNPs复合微球（DMSA@Fe3O4，南京东纳生物）磁性颗粒的分布均一性得到提升，但仍有荧光不均一的现象。
图3. 通过添加ε-聚赖氨酸，采用一锅法制备的PAM@FeNPs复合微球的荧光均一性得到很大改善，并且可以调控微球的尺寸大小。
总结与展望
这项工作中，作者通过一锅点聚合法制备磁性PAMMPs微球。点聚合法确保了聚合微球的均一性并且明显提高了聚合微球的产率。另外，通过戊二醛交联产生的磁性PAMMPs复合微球同时具有可见和近红外荧光，在生物医学成像和药物传递系统中具有巨大的潜在应用。同时也为多功能复合微球的制备提供了新的思路。
参考文献
Jun, Wang, Jinke, et al., One-pot Synthesis of Multifunctional PAM@FeNPs Composite Microspheres., 2020 IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 768 022004 DOI：10.1088/1757-899X/768/2/022004