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本发明提供了一种制备磁性聚合物微球的方法及其应用。本发明首先利用液滴生成技术，制得外层包裹有磁性纳米颗粒的多层聚合物微液滴；再经过固化或半固化、破乳后得到包裹有磁性外壳层的多层聚合物微球；溶解所述多层聚合物微球的内层聚合物中的至少一层，可得到含有中空腔室的磁性聚合物微球。本发明的制备方法可用于任意生物化学反应中，磁性聚合物微球充当反应容器，其外壳层充当被动筛子以保留封装的反应底物和隔绝外界污染的入侵，同时允许小分子反应试剂扩散通过，进入微球内与反应底物发生反应。本发明可以实现在隔绝外界污染的条件下，进行高效、高通量的生物化学反应；可以确保多步生物化学反应之间样本不会受到交叉污染和外源性污染。