Микрочастица - Microparticle

Эта статья о частицах. Для компании-разработчика программного обеспечения см. Microsphere (софтверная компания). Для использования в других целях см. микросфера (значения). О фрагменте биологической клетки см. Микровезикулы.
ИЮПАК определение
Частица размером от 1 × 10−7 и 1 × 10−4 м.

Примечание 1: Нижний предел между микро- и наноразмером все еще остается предметом споров.

Заметка 2: Чтобы соответствовать префиксу «микро» и диапазону, указанному в определении,
размеры микрочастиц следует выражать в мкм.[1]

Микрочастицы представляют собой частицы размером от 1 до 1000 мкм. Коммерчески доступные микрочастицы доступны из самых разных материалов, включая керамика, стекло, полимеры, и металлы.[2] Микрочастицы, встречающиеся в повседневной жизни, включают: пыльца, песок, пыль, мука и сахарная пудра.

У микрочастиц отношение поверхности к объему намного больше, чем на макроуровне, и поэтому их поведение может быть совершенно другим. Например, металлические микрочастицы могут взрываться в воздухе.

Микросферы сферические микрочастицы,[3] и используются там, где важна постоянная и предсказуемая площадь поверхности частиц.

В биологических системах микрочастица является синонимом микровезикула тип внеклеточный пузырек (EV).

Альтернативные определения размера

Математический: поскольку термин «микро» относится к , тогда диапазон для микро будет к или примерно от 31,6 нм до 31,6 мкм. Однако общепринято считать частицы размером менее 100 нм.

Округление: правила округления в математике предоставляют альтернативу определению. Все, что больше 0,5 мкм и меньше 0,5 мм, считается микрочастицами.

Удобно / популярно: очень часто частицы размером более 100 нм еще называют наночастицами. Верхний диапазон может составлять от 300 до 700 нм, так что это дает определение размера микрочастиц от 0,3 до 300 мкм или от 0,7 до 700 мкм.

Приложения

В домашних тестах на беременность используются микрочастицы золота. Многие приложения также перечислены в микросфера статья.

Недавнее исследование показало, что инфузированные отрицательно заряженные иммуномодифицирующие микрочастицы могут иметь терапевтическое применение при заболеваниях, вызванных или потенцированных воспалительными моноцитами.[4]

Микросферы

Микросферы представляют собой маленькие сферические частицы с диаметром в микрометр диапазон (обычно от 1 мкм до 1000 мкм (1 мм)). Микросферы иногда называют сферическими микрочастицами. Обычно микросферы бывают твердыми или полыми и не содержат жидкости внутри, в отличие от микрокапсул.

Микросферы могут изготавливаться из различных природных и синтетические материалы. Стеклянные микросферы, полимер микросферы, металлические микросферы и керамика микросферы коммерчески доступны.[5] Твердые и полые микросферы сильно различаются по плотности и поэтому используются для разных целей. Полые микросферы обычно используются в качестве добавок для снижения плотность материала. Твердые микросферы имеют множество применений в зависимости от того, из какого материала они сделаны и какого размера.

Полиэтилен, полистирол и расширяемые микросферы являются наиболее распространенными типами полимерных микросфер.

Определение ИЮПАК
Микрочастица сферической формы без мембраны или какого-либо отчетливого внешнего слоя.Примечание: Отсутствие внешнего слоя, образующего отдельную фазу, важно для различения
микросферы из микрокапсул, потому что это приводит к явлениям диффузии первого порядка,
тогда как диффузия имеет нулевой порядок в случае микрокапсул.[6]

Микросферы из полистирола обычно используются в биомедицинский применения из-за их способности облегчить такие процедуры, как сортировка клеток и иммунопреципитация. Белки и лиганды адсорбировать легко и навсегда наносится на полистирол, что делает микросферы из полистирола пригодными для медицинских исследований и биологических лабораторных экспериментов.

Полиэтиленовые микросферы обычно используются как постоянный или временный наполнитель. Более низкая температура плавления позволяет микросферам полиэтилена создавать пористые структуры в керамика и другие материалы. Высокая сферичность полиэтиленовых микросфер, а также наличие цветных и флуоресцентных микросфер делает их очень желательными для визуализации потока и поток жидкости анализ, методы микроскопии, науки о здоровье, процесс исправление проблем и многочисленные исследовательские приложения. Заряженные полиэтиленовые микросферы также используются в электронных бумажных цифровых дисплеях.[7][8]

Расширяемые микросферы представляют собой полимерные микросферы, которые используются в качестве вспенивателя, например, в слоеные краски, автомобильные покрытия днища и литье термопластов под давлением. Их также можно использовать в качестве легкого наполнителя, например, в культивированный мрамор, краски на водной основе и шпатлевки / герметики для швов. Расширяемые полимерные микросферы могут расширяться более чем в 50 раз по сравнению с исходным размером при воздействии на них тепла. Внешняя стенка каждой сферы представляет собой термопластичную оболочку, в которой заключен углеводород с низкой температурой кипения. При нагревании эта внешняя оболочка размягчается и расширяется, поскольку углеводород оказывает давление на внутреннюю стенку оболочки.

Стеклянные микросферы в основном используются в качестве наполнителя и средства для увеличения объема для снижения веса, светоотражателя для обеспечения безопасности на дорогах, добавки для косметики и клея с ограниченным применением в медицинской технике.

Микросферы из высокопрозрачного стекла могут работать очень высокого качества. оптические микрополости или оптические микрорезонаторы.

Керамические микросферы используются в основном как мелющие тела.

Полые микросферы, загруженные лекарством в их внешнюю полимерную оболочку, были приготовлены с помощью нового метода диффузии эмульсионного растворителя и техники распылительной сушки.

Микросферы широко различаются по качеству, сферичности, однородности, размеру частиц и гранулометрическому составу. Подходящую микросферу необходимо выбирать для каждого уникального приложения.

Приложения

Новые применения микросфер открываются каждый день. Ниже приведены лишь некоторые из них:

  • Анализ - Микросферы с покрытием являются инструментом измерения в биологии и исследованиях лекарственных средств.
  • Плавучесть - Полые микросферы используются для уменьшения плотности материала в пластмассах (стекло и полимер ), микросферы с нейтральной плавучестью часто используются для визуализации потока жидкости.
  • Велосиметрия изображения частиц - Твердые или полые микросферы, используемые для визуализация потока, плотность частицы должна соответствовать плотности жидкости.[9]
  • Керамика - Используется для создания пористой керамики, используемой для фильтров (микросферы расплавляются при обжиге, полиэтиленовые микросферы) или используется для приготовления высокопрочного легкого бетона.[10]
  • Косметика - Непрозрачные микросферы, используемые для скрытия морщин и придания цвета, прозрачные микросферы обеспечивают «гладкую шариковую» текстуру во время нанесения (полиэтиленовые микросферы)
  • Деконволюция - Маленькие флуоресцентные микросферы (<200 нанометров) необходимы для получения экспериментального Функция распределения точки для характеристики микроскопов и выполнения деконволюции изображений
  • Доставки лекарств - В виде миниатюрной капсулы с замедленным высвобождением лекарства, например, из полимеров. Аналогичное использование - в качестве внешней оболочки контрастных агентов для микропузырьков, используемых в УЗИ с контрастным усилением.
  • Электронная бумага - Двойные функциональные микросферы, используемые в Гирикон электронная бумага
  • Изоляция - расширяющиеся полимерные микросферы используются для теплоизоляции и звукоизоляции.
  • Личная гигиена - Добавлен в скрабы в качестве отшелушивающего агента (полиэтиленовые микросферы)
  • Прокладки - используются в ЖК-экранах для обеспечения точного расстояния между стеклянными панелями (стеклом).
  • Стандарты - монодисперсные микросферы используются для калибровки сит для частиц и счетных устройств.
  • Световозвращающий - добавлен поверх краски, используемой на дорогах и знаках, для увеличения ночной видимости дорожных полос и знаков (стекло)
  • Загуститель - добавляется в краски и эпоксидные смолы для модификации вязкость и плавучесть
  • Лекарства могут быть сформулированы в виде плавающих микросфер HBS. Ниже приведен список лекарств, которые могут быть сформулированы в виде микросфер: Репаглинид, Циметидин, Росиглитазон, Нитрендипин, Ацикловир, Ранитидин HCl, Мизопростол, Метформин, Ацеклофенак, Дилтиазем, L-допа и бенесерагид, фторурацил.

Биологические протоклетки

Некоторые относятся к микросферы или белок протоклетки в виде небольших сферических единиц, постулируемых некоторыми учеными как ключевой этап в происхождение жизни.

В 1953 г. Стэнли Миллер и Гарольд Юри продемонстрировал что многие простые биомолекулы могут образовываться спонтанно из неорганический предшественник соединения в лабораторных условиях, имитирующих те, что были обнаружены на Земле до появления жизни. Особый интерес вызвала значительная урожайность аминокислоты получается, поскольку аминокислоты являются строительными блоками для белки.

В 1957 г. Сидни Фокс продемонстрировали, что сухие смеси аминокислот можно поощрять полимеризовать при воздействии умеренного тепла. Когда в результате полипептиды, или же протеиноиды, растворяли в горячей воде и давали раствору остыть, они образовывали небольшие сферические оболочки диаметром около 2 мкм - микросферы. В соответствующих условиях микросферы будут давать новые сферы на своей поверхности.

Хотя примерно сотовый по внешнему виду микросферы сами по себе не являются живыми. Хотя они действительно размножаются бесполым путем, отрастая почками, они не передают никаких генетический материал. Однако они могли сыграть важную роль в развитии жизни, обеспечивая мембрана -замкнутый объем, аналогичный ячейке. Микросферы, как и клетки, могут расти и содержать двойную мембрану, которая подвергается диффузии материалов и осмос. Сидни Фокс предположил, что по мере того, как эти микросферы становятся более сложными, они будут выполнять более реалистичные функции. Они станут гетеротрофами, организмами, способными поглощать питательные вещества из окружающей среды для получения энергии и роста. Поскольку количество питательных веществ в окружающей среде в этот период уменьшилось, конкуренция за эти драгоценные ресурсы усилилась. Гетеротрофы с более сложными биохимическими реакциями будут иметь преимущество в этой конкуренции. Со временем разовьются организмы, которые использовали фотосинтез производить энергию.

Исследования рака

Одно полезное открытие, сделанное в результате исследования микросфер, - это способ борьбы рак на молекулярном уровне. По словам онкологов Wake, SIR-сферы микросферы радиоактивный полимерные сферы, излучающие бета-излучение. Врачи вставляют катетер сквозь пах в печеночная артерия и доставить миллионы микросфер прямо к месту опухоли. Микросферы SIR-Spheres нацелены на печень опухоли и сохранная здоровая ткань печени. Технология микросфер рака - последнее направление в терапии рака (требуется ссылка). Это помогает фармацевту сформулировать продукт с максимальной терапевтической ценностью и минимальным или незначительным диапазоном побочных эффектов. Основным недостатком противоопухолевых препаратов является их недостаточная селективность в отношении только опухолевой ткани, что вызывает серьезные побочные эффекты и приводит к низким показателям излечения. Таким образом, очень трудно нацелить аномальные клетки обычным способом системы доставки лекарств. Технология микросфер, вероятно, единственный метод, который может быть использован для локально-специфичного действия (сильно преувеличено), не вызывая значительных побочных эффектов на нормальные клетки.[11]

Внеклеточные везикулы

Микрочастицы может быть выпущен как внеклеточный микровезикулы из красные кровяные тельца, белые кровяные клетки, тромбоциты, или же эндотелиальные клетки. Считается, что эти биологические микрочастицы выделяются из плазматическая мембрана клетки в виде липидных двухслойных структур, которые обычно имеют диаметр более 100 нм. «Микрочастица» использовалась чаще всего в этом смысле в гемостаз литературе, обычно как термин для тромбоцитов, обнаруженных в Циркуляция крови. Поскольку электромобили сохраняют характерный белковый состав мембран родительской клетки, МП и другие электромобили могут нести полезную информацию, включая биомаркеры болезни. Их можно обнаружить и охарактеризовать такими методами, как проточной цитометрии,[12] или же динамическое рассеяние света.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Терминология для биорелированных полимеров и приложений (Рекомендации IUPAC 2012)» (PDF). Чистая и прикладная химия. 84 (2): 377–410. 2012. Дои:10.1351 / PAC-REC-10-12-04.
  2. ^ «Твердые металлические микросферы - сферы из нержавеющей стали и титана». www.cospifer.com. Получено 2019-05-07.
  3. ^ «Микросферы онлайн». Микросферы онлайн. Получено 2019-05-07.
  4. ^ Геттс Д.Р., Терри Р.Л., Геттс М.Т. и др. (Январь 2014 г.). «Терапевтическая модуляция воспалительных моноцитов с использованием иммуномодифицирующих микрочастиц». Sci. Пер. Med. 6 (219): 219. Дои:10.1126 / scitranslmed.3007563. ЧВК  3973033. PMID  24431111.
  5. ^ «Микросферы, сферические частицы, микрошарики, нестандартная плотность, флуоресцентные, проводящие». www.cospifer.com. Получено 2019-05-07.
  6. ^ «Терминология для биорелированных полимеров и приложений (Рекомендации IUPAC 2012)» (PDF). Чистая и прикладная химия. 84 (2): 377–410. 2012. Дои:10.1351 / PAC-REC-10-12-04.
  7. ^ Журнал «Лакокрасочная промышленность», 1 января 2010 г .: Непрозрачные полиэтиленовые микросферы для нанесения покрытий.
  8. ^ Косметика и туалетные принадлежности, апрель 2010 г. Выпуск: твердые полиэтиленовые микросферы для создания эффектов в цветной косметике. В архиве 2012-03-04 в Wayback Machine
  9. ^ http://microspheres.us/fluorescent-microspheres/piv-seeding-microparticle-flow-visualization/599.html Рекомендации по высеву частиц PIV
  10. ^ «Приготовление и исследование высокопрочного легкого бетона на основе полых микросфер». Расширенные исследования материалов. 746: 285–288. 2013. Дои:10.4028 / www.scientific.net / AMR.746.285.
  11. ^ Митхун Сингх Раджпут, Пурти Агравал. Микросферы в терапии рака. Индийский журнал рака. 2010; 47 (4): 458-468. http://www.indianjcancer.com/text.asp?2010/47/4/458/73547
  12. ^ ЧВК  6322352

внешняя ссылка