根據(jù)基質結構上差異，擴張床介質的基質可分為內核型（coretype)基質、分散型 (dispersingtype)基質、整體型（integritytype)基質三種。在內核型基質中，根據(jù)內核 數(shù)量差異，又可分為單核型（single-core type)基質、多核型（multi-core type)基質兩種 。
以增重劑顆粒為內核，外面包裹高分子化合物作為傳質層的基質為內核型基質（圖 1.2(a)和圖1.2(b))。此類基質的內核材料通常為化學性質穩(wěn)定、密度高、剛性的顆粒，常 見的有坡璃微珠、不銹鋼徵珠、結晶石英砂等；外部材料通常為親水性的凝膠等高分子 聚合物和碳水化合物。單核型基質的內核僅由單一增重劑顆粒組成，而多核型基質的內 核中則包含多種增重劑顆粒。內核型基質的傳質只在外層聚合物中發(fā)生，因此采用高密 度內核，將基質制成“薄殼型（pellicular)’’，可以提高傳質速率，從而適應高流速的操作 需要。Pharmacia Biotech公司推出的Streamline系列基質為典型的內核型基質，以結晶石 英砂為增重內核，外層為交聯(lián)瓊脂糖，該基質具有大孔特征，外觀呈球形，密度為1.2 g/cm3，粒徑分布為100-300嘩[2G]。Streamline基質能夠較好地滿足擴張床吸附的基本特 性要求，已實現(xiàn)工業(yè)規(guī)模的應用，但由于其基質密度較小，故只能在低操作流速(100-300cm/h)下使用。Palsson等制備出不銹鋼珠/瓊脂糖內核型基質，篩分出密度分 別為3.3g/cm3和4.4g/cm3的高密度基質，粒徑大小分別為32^111-75啤和75pm-l80啤， 這兩種基質均能在3000cm/h的高流速下穩(wěn)定擴張[17]。該基質大大提高了基質密度和操作 流速。此外，MeCreath等制備出全氟化碳/聚乙烯醇無孔基質，突破傳統(tǒng)無機物增重劑， 采用高密度有機物作為內核材料，粒徑為50-8(Him，密度為2.2g/cm3,該基質吸附速率快， 且因為無孔，使洗脫、清洗更為簡單、迅速。
增重劑微粒均勻分散在基質中，不存在明顯內核結構的基質為分散型基質（圖 1.2(c))。此類基質是無機/有機復合基質，其增重劑常以非化學鍵的形式包埋在聚合物骨 架之間，且增重劑大小僅幾微米。分散型基質的傳質發(fā)生在整個骨架內部，基質孔結構 對傳質速率的影響很大。因此，為了提高傳質速率，往往會在制備過程中采用擴孔方法[22]。 碳化鈣粉末是常用的擴孔劑，基質成球后用乙二胺四乙酸二鈉鹽或鹽酸可將碳化鈣溶解， 產生大孔[23_25]。一般來講，以再生纖維素作為骨架材料的基質平均孔徑在60nm-100nm 左右，其對牛血清蛋白的吸附量在50mg/mL-60mg/mL之間[26-29]。而夏海峰等在制備擴張 床介質的過程中，加入糊化木薯淀粉作為擴孔劑，制備出孔徑在1-3@的纖維素/碳化鎢 大孔型復合基質，該基質對牛血清蛋白的吸附量高達97.1mg/mL[3()，31]。大孔型基質可以 減小傳質阻力，從而適應高流速下的擴張床操作。
未包裹聚合物的無機多孔性鋼球為整體型基質（圖1.2 Cd))。該類基質密度較大， 剛度很高，化學惰性良好，常見的有球形硅膠，鈥、鋯等硬質的金屬氧化物，其中使用 最多的是多孔二氧化鋯。與二氧化鈦、二氧化硅相比，二氧化鋯表面的Lewis酸-堿作用 位點較少，因此在酸和堿的環(huán)境中穩(wěn)定性較好[32]。不過由于二氧化鋯表面的化學性質較 為復雜，且其對生物分子特異性吸附能力較差，故需要對其表面進行修飾。將具有強Lewis 堿性質的氟化物涂在二氧化鋯的球形表面，可削弱二氧化鋯與生物分子羧基間的Lewis 酸-堿相互作用。Griffith等制備出一種氟化二氧化鋯基質FmZr，它可以通過配基交換、 陽離子交換、陰離子交換等機理，與蛋白質之間發(fā)生混合模式吸附，因此可將其作為一 種較為特殊的多模式離子交換材料。
一般來說，擴張床介質的基質是由聚合物骨架和無機增重劑共同組成的非共價復合 體，因此可以將基質的制備過程分為聚合物骨架合成和無機增重劑選擇兩個過程。
擴張床基質中聚合物骨架的合成通常采用反相懸浮聚合法。制備方法是將親水性單 體或聚合物用特定的溶劑溶解，在溶液中加入一定量的擴孔劑及增重劑，混合均句后懸
浮于油性介質中反應成球，最后通過冷卻、加熱或加入交聯(lián)劑等方法使微球固化，即可 得到擴張床基質。常用的擴張床基質的聚合物骨架有瓊脂糖、纖維素等。Palsson等以不 銹鋼粉為增重劑，與4% (w/v)瓊脂糖溶液均勻混合，懸浮于含Span-85的石蠟油中， 成球后冷卻至15°C，制備出密度較高的“薄殼型”復合基質[17]。Tong等將4% (w/v)瓊脂 糖溶液與鈮-鐵-硼合金共混，在含Span-80的豆油中懸浮成球，冷卻至15°C后再用磁鐵吸 引收集微球，制得了磁性擴張床基質[37]。另外，商品化的Streamline™系列介質的基質 也是以瓊脂糖為聚合物骨架，結晶石英砂為增重劑交聯(lián)制得[41]。
而以纖維素為骨架的擴張床基質在制備過程中多采用“反相懸浮熱再生法”。其制備 的過程是用堿處理纖維素，經過適當氧化后將其溶解于二硫化碳中，反應后可形成黃原 酸酯黏膠，再加入增重劑，在油相中懸浮成球，升溫或加酸使纖維素析出并固化，即得 再生纖維素微球[27,43]。除二硫化碳外，N-甲基嗎啉-N-氧化物[44’45]、硫氰酸鈣[46]、離子液 體[47,48]等溶劑也可溶解纖維素。迄今已有多種以纖維素為基質的擴張床介質，如纖維素/ 不銹鋼粉基質[26]、纖維素/鎳粉基質[28]、纖維素/鈦白粉基質[29]、纖維素/碳化鎢粉基質[3()，31] 等。
通過反相懸浮法制備的微球球形度較好，且具有一定的粒徑分布，故特別適合作為 擴張床基質。且通過調節(jié)原料配比、改變成球條件等，可制備出不同性質的基質。因此， 反相懸浮是制備擴張床基質的通用方法。
由于擴張床操作要求基質具有較高的密度，而常規(guī)方法制得的聚合物大多呈疏松的 凝膠狀，密度較小，故在基質的制備過程中添加增重劑顯得尤為重要。
衡量增重劑的兩個重要指標是密度和硬度，故常采用無機氧化物、金屬單質、合金 等硬質材料作為增重劑。文獻中報道的常見的增重劑有二氧化鋯、鈥白粉、坡璃微珠、 石英砂、碇化鎢粉末、不銹鋼微珠等。
不同類型的基質對增重劑的要求有所不同。內核型基質和整體型基質要求增重劑顆 粒呈球形，對粒徑沒有嚴格要求；而分散型基質對顆粒的球形度沒有要求，可以是無定 形的粉末，但要求粉末的粒徑較小，一般在幾微米范圍內或者更小。目前，市場上已有 多種商品化的增重劑材料可供選擇，故在制備基質時可購買現(xiàn)成的商品，無需制備。