三元共聚磁性高分子微球的制备及应用
  • 【摘要】

    磁性高分子微球是一种将无机磁性粒子与有机高分子材料结合形成的具有特殊结构及性能的新型功能高分子材料.它不仅具有普通高分子微球的众多特性,而且还具有磁响应性,即在外加磁场下可以快速方便地分离,因此备受关注.目前,它们已被广泛应用在细胞分离、固定化酶、蛋白提纯、靶向给药等领域,除此之外,在生物亲和色谱、环境/食品微生物检测、有机/生化合成、废水处理等方面的应用研究也日益增多. 当磁性高分子微球用于细胞... 展开>>磁性高分子微球是一种将无机磁性粒子与有机高分子材料结合形成的具有特殊结构及性能的新型功能高分子材料.它不仅具有普通高分子微球的众多特性,而且还具有磁响应性,即在外加磁场下可以快速方便地分离,因此备受关注.目前,它们已被广泛应用在细胞分离、固定化酶、蛋白提纯、靶向给药等领域,除此之外,在生物亲和色谱、环境/食品微生物检测、有机/生化合成、废水处理等方面的应用研究也日益增多. 当磁性高分子微球用于细胞分离、固定化载体等领域中时,为了能在磁场下快速分离,一般要求磁球粒径大于1μm,而目前报道的磁球以纳米级的居多.另外,只有表面带功能基的磁性高分子微球才能与细胞、蛋白质、抗原、抗体、核酸等生物活性物质共价偶联.但是,目前商品化的磁球中,只有少数带有表面功能基.因此,开发一种表面带有高反应活性功能基的微米级的磁性高分子微球是非常有意义的.鉴于此,本文开展了以下研究工作: 1.在有机溶剂和电解质存在下,以苯乙烯、丙烯酰胺、丙烯酸为原料,采用无皂乳液聚合法制备了苯乙烯-丙烯酰胺-丙烯酸三元共聚高分子微球.利用透射电子显微镜、傅立叶变换红外光谱仪对高分子微球的性能进行了表征.结果显示,该法制备的微球形状规则,粒径分布范围1~10μm,具有表面功能基-酰胺基和羧基. 2.在有机溶剂和电解质存在下,以苯乙烯、丙烯酰胺、丙烯酸以及预处理过的Fe3O4磁性纳米粒子为原料,采用改进的无皂乳液聚合法制备了苯乙烯-丙烯酰胺-丙烯酸三元共聚磁性高分子微球,并分析了工艺参数(引发剂、pH、乳化剂、分散介质等)对聚合反应的影响.利用光学显微镜、原子力显微镜、磁力显微镜、激光粒度分析仪、傅立叶变换红外光谱仪、振动样品磁强计以及热重分析仪对磁性高分子微球的性能进行了表征.结果显示,该法制备的磁性高分子微球形状规则,粒径分布范围为1~10μm,具有表面功能基-酰胺基和羧基,具有较好的磁响应性和超顺磁性,饱和磁化强度为18.443emu/g,磁含量约为21%. 3.选择牛血清白蛋白为模型蛋白,通过磁球固定蛋白实验研究了三元共聚磁性高分子微球的应用性能.首先通过两步化学反应在磁性高分子微球表面衍生出具有高反应活性的叠氮羰基,然后与牛血清白蛋白在温和条件下进行交联反应.利用紫外-可见分光光度计测量磁球表面固定蛋白的量.另外,本文还对磁性高分子微球在免疫测定方面的应用进行了初步的研究,以乙肝表面抗原和抗HCG单克隆抗体为实验对象,以进口Estapor磁球作为对照,进行了磁性高分子微球包被抗原抗体的实验,并对实验结果进行了检测.结果表明,这种新型的具有叠氮羰基的三元共聚磁性高分子微球可以很好地与蛋白质进行交联,且交联率很高,达到70%以上.这种方法也可以用于抗原抗体的包被,且包被的量与进口磁球接近. 这种叠氮羰基的三元共聚磁性高分子微球制备工艺简单,原料易得,成本低廉,适合大规模生产,并且不需要交联剂,可在低温下与蛋白质直接以共价键结合,方法简单、快速、交联率高.初步应用结果表明,其在生物分离及生物医学方面具有潜在的应用前景. 收起<<

  • 【作者】

    郭娜 

  • 【学科专业】

    生物医学工程

  • 【授予学位】

    硕士

  • 【授予单位】

    西安交通大学

  • 【导师姓名】

    吴道澄

  • 【学位年度】

    2008

  • 【语种】

    chi

  • 【关键词】

    磁性高分子微球%三元共聚%无皂乳液聚合%叠氮羰基%蛋白固定