熟悉JSR的客户对这个图一定不陌生，但在与客户交流的过程中，我们常常会以“这是胶乳微球简单的生产过程”短短一句话带过。其实里面出现了很多决定胶乳微球表面特性的化学物质，最后一张示意图中所包含的信息，也正是微球可以保持单分散的重要原因。
这篇文章将会从化学的角度，对胶乳微球做一些介绍，希望可以给胶乳比浊试剂的研发人员提供一些新的思路。
01
诊断用胶乳微球
诊断用微球多为聚乙烯醇甲苯、聚苯乙烯、或是以这两类物质为主要成分并添加了其他单体共同聚合而成。
常用的聚合方法有乳化聚合、无皂（soap-free）聚合、种子聚合等。应用于体外诊断领域的微球通常为粒径在0.05μm~1μm之间、CV在3%以下的均一粒子。
图为JSR胶乳微球电镜下形态
02
物理吸附微球
聚苯乙烯本身具有很强的疏水性，只要把抗原或抗体与聚苯乙烯微球混合，物理吸附就会发生。但如果聚合反应中添加的表面活性剂、反应过程中产生的低聚物仍残留在微球表面，则会阻碍蛋白与微球的吸附，所以需要通过离心清洗、或利用离子交换树脂去除残留。
作为聚合反应催化剂的过硫酸盐为聚苯乙烯微球表面引入-OSO₃-基团，带负电荷的微球周围形成的Zeta电位层，以静电斥力对抗微球材质本身的疏水作用力，使胶乳微球能够维持单一分散的状态。
物理吸附微球
示意图
负电荷粒子Zeta
电位示意图
03
化学结合微球
羧基微球是目前市面上最常见的化学结合型胶乳微球。与物理吸附微球相比，最大的区别是原料中除了苯乙烯单体外，还会加入丙烯酸、亚甲基丁二酸、甲基丙烯酸等单体与苯乙烯共聚合，为胶乳微球引入羧基官能团。
通过选择聚合方法、酸单体类型、投料比例等，可以获得不同表面性质的微球。在中性至碱性的溶液中，两种带负电荷的基团也为化学结合微球带来更好的单分散稳定性。
磺酸基和羧基的解离常数
不同微球分散性对比
下表中4种微球的粒径接近，但羧基含量逐渐减少。
未结合抗体前，利用粒度分布仪检测分散在蒸馏水中的4种微球，得到的有效直径与电子显微镜下观察测量的平均粒径接近，而且多分散指数很小，说明微球是单一分散的。
在JSR内部研究中发现，PBS对胶乳微球稳定性有影响。用少量抗体包被并用BSA封闭后，羧基含量最高的1号胶乳粒径略有增大，但多分散指数反映出胶乳是单一分散的。而2、3、4号胶乳的有效粒径均有明显增加，2号、3号的粒径跨度为0.27μm~0.7μm，4号粒径跨度为0.7μm~3μm。
应用启示
胶乳增强免疫比浊法检测的是通过抗原抗体反应在单分散的微球之间形成架桥结构后引起的浊度变化。在粒径相同的前提下，表面电荷量越少、Zeta电位越小，微球之间的自发聚集倾向越强，越有可能获得高灵敏的试剂。但其反面则是更需要通过各种条件优化，来维持微球的单分散性。
微球处于偏酸性条件中，或是加入NaCl、KCl等盐类，会影响微球表面的Zeta电位而导致稳定性变差。在试剂生产中，如需对小粒径微球进行离心分离，则可以正向利用这些物质；而若要维持稳定性，这些也是需要考虑到的影响因素。
适用于化学偶联
适用于物理吸附
来源： MBL北京
声明：本平台注明来源的稿件均为转载，仅用于分享，不代表平台立场，如涉及版权等问题，请尽快联系我们，我们第一时间更正，谢谢！
