磁性高分子微球的制備及對(duì)生物物質(zhì)的吸附和應(yīng)用研究.pdf

1、磁性微球是指含有磁性金屬或金屬氧化物（如 Fe、Co、Ni及其氧化物）的超細(xì)粉末而具有磁響應(yīng)性的高分子微球。它除了具有磁性還具有高分子的特性，微球表面能引入多種活性基團(tuán)來(lái)結(jié)合酶、細(xì)胞、抗體等生物活性物質(zhì)。這些特性使其在環(huán)境工程和生物技術(shù)領(lǐng)域中具有良好的應(yīng)用前景。
　　為了充分顯示磁性微球迅速、簡(jiǎn)便的分離特點(diǎn)，微球本身應(yīng)具有較高的磁響應(yīng)性、較均勻的粒徑和較豐富的表面活性基團(tuán)。本文研究工作主要圍繞著磁性微球的制備、表征以及初步應(yīng)用展開(kāi)

2、：以懸浮交聯(lián)聚合法和改進(jìn)的微乳液聚合法制備了不同類(lèi)型的磁性微球；然后利用掃描電鏡、X–射線(xiàn)衍射儀、振動(dòng)樣品磁強(qiáng)儀、傅立葉變換紅外光譜儀等對(duì)產(chǎn)物性能進(jìn)行表征；最后在磁性微球表面連接生物活性物質(zhì)并進(jìn)行初步應(yīng)用。取得的結(jié)果主要有以下幾個(gè)方面：
　　采用化學(xué)沉淀法制備 Fe3O4顆粒，通過(guò)優(yōu)化鐵鹽濃度、沉淀劑濃度以及沉淀劑與鐵鹽比例和反應(yīng)溫度等工藝條件，制備了大小均勻、晶體結(jié)構(gòu)完整的Fe3O4顆粒，粒徑大約20nm，具有較強(qiáng)的磁響應(yīng)性，比

3、飽和磁化強(qiáng)度為54.95emu/g，矯頑力為7.53Oe。
　　采用懸浮交聯(lián)聚合法制備殼聚糖磁性微球，通過(guò)優(yōu)化交聯(lián)劑的種類(lèi)和用量、反應(yīng)體系的pH值、殼聚糖與Fe3O4顆粒加入量的比值以及攪拌速度等因素，制備了球形的、大小均勻的殼聚糖磁性微球，微球粒徑為30～50μm，生物相容性好，磁響應(yīng)性強(qiáng)。以酵母細(xì)胞為例，通過(guò)溶脹-吸附法，用殼聚糖磁性微球固定化酵母，考察殼聚糖磁性微球與細(xì)胞的結(jié)合能力。并用所制備的磁性固定化酵母進(jìn)行乙醇發(fā)酵，通

4、過(guò)發(fā)酵醪液的酒精度考察磁性固定化酵母發(fā)酵的效果和重復(fù)使用性能。
　　以苯乙烯為單體，過(guò)氧化苯甲酰為引發(fā)劑，十二烷基硫酸鈉為乳化劑，乙醇/水為分散介質(zhì)，采用改進(jìn)的微乳液聚合法制備了聚苯乙烯磁性微球，考察了超聲分散對(duì)聚合反應(yīng)的影響，升溫法和滴入法對(duì)微球形態(tài)的影響，通過(guò)優(yōu)化乳化劑的用量、Fe3O4顆粒的用量、引發(fā)劑的用量及攪拌速度等工藝參數(shù)，制備了球形的、大小均勻的聚苯乙烯磁性微球，磁性微球內(nèi)部 Fe3O4晶型保持完好，粒徑為5～6μm

5、，具有較強(qiáng)的磁響應(yīng)性，比飽和磁化強(qiáng)度為34.93emu/g，矯頑力為7.28Oe。
　　以丙烯酸為功能基單體，聚苯乙烯磁性微球?yàn)楣羌埽苽淞撕恤然木郾揭蚁?丙烯酸磁性微球，磁性微球形狀為規(guī)則的球形，大小均勻，粒徑為5-8μm，表面含有羧基，電導(dǎo)滴定法測(cè)得表面羧基含量為0.1031 mmol/g，具有較強(qiáng)的磁響應(yīng)性，比飽和磁化強(qiáng)度為29.26emu/g，矯頑力為9.07Oe。用制備的聚苯乙烯/丙烯酸磁性微球連接蛋白，測(cè)定了聚苯乙

6、烯/丙烯酸磁性微球?qū)εＱ灏椎鞍椎奈叫阅埽疾炝宋綍r(shí)間和溶液離子強(qiáng)度對(duì)吸附效果的影響，選擇了合適的洗脫劑洗脫磁性微球，并考察了其重復(fù)使用的性能。
　　以丙烯酰胺為功能基單體，聚苯乙烯磁性微球?yàn)楣羌?，制備了含有氨基的聚苯乙?丙烯酰胺磁性微球，磁性微球形狀為規(guī)則的球形，大小均勻，粒徑為5-8μm，表面含有氨基，電導(dǎo)滴定法測(cè)得表面氨基含量為0.25mmol/g，具有較強(qiáng)的磁響應(yīng)性，比飽和磁化強(qiáng)度為29.81emu/g，矯頑力為10

7、.67Oe。用聚苯乙烯/丙烯酰胺磁性微球連接抗體制成免疫磁性微球，考察了結(jié)合條件對(duì)抗體連接到磁性微球上的影響。用自制的免疫磁性微球結(jié)合酶聯(lián)免疫法建立了簡(jiǎn)便、快速的磁分離酶聯(lián)免疫競(jìng)爭(zhēng)法檢測(cè)人血清白蛋白的方法，確定了免疫磁性微球的合適工作濃度，最適檢測(cè)范圍和檢出限，并測(cè)定試驗(yàn)系統(tǒng)誤差對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響。用自制的免疫磁性微球建立了磁分離酶聯(lián)免疫直接法檢測(cè)水中大腸桿菌的濃度，確定了免疫磁性微球和酶標(biāo)抗體的合適工作濃度，最適檢測(cè)范圍和檢出限，并測(cè)定