聚甲基丙烯酸甲酯磁性微球的接枝与修饰及其固载蛋白质的研究

发布时间：2020-11-07 10:52

　　 磁性高分子微球具有磁响应性、粒径小、比表面积大、良好的分散性和生物兼容性等特点,在医药学、生物、物理等方面显示出巨大的应用潜力。本文研究了聚甲基丙烯酸甲酯磁性微球(PMMA)的制备、接枝、修饰及应用,主要内容分为以下几个部分:第一,本文首先使用共沉淀法制备出Fe_3O_4磁性纳米粒子,并利用甲基丙烯酸甲酯(MMA)聚合反应制备了PMMA磁性微球,扫描电镜结果显示其球形度和单分散性良好。随后在碱性条件下对微球进行酯解,成功获得羧基功能化的PMMA磁性微球,经化学滴定测得微球表面的羧基含量为1.01 mmol/g。第二,对羧基功能化的PMMA磁性微球活化形成活化酯,随后将不同分子量的荷电高分子链聚乙烯亚胺(PEI 600、PEI 1800、PEI 70000)接枝到微球表面,制备得到三种PEI接枝的磁性微球(PEI 600-PMMA、PEI 1800-PMMA、PEI 70000-PMMA)。而后将亲和染料分子汽巴蓝Cibacron Blue F3GA(CB)修饰到微球的间隔臂链上,获得三种汽巴蓝功能化的聚甲基丙烯酸甲酯磁性微球(CB-PEI 600-PMMA、CB-PEI 1800-PMMA、CB-PEI 70000-PMMA)。红外分析显示PEI和CB被成功地修饰到磁性微球表面。化学滴定测得PEI 600-PMMA、PEI 1800-PMMA、PEI 70000-PMMA微球上的氨基含量分别为0.28、0.41、0.60 mmol/g微球。第三,以牛血清白蛋白(BSA)为模型蛋白,考察了PEI接枝和CB功能化磁性微球的蛋白吸附性能,结果表明,与未经修饰的PMMA微球相比,PEI接枝磁性微球和CB功能化磁性微球的吸附量获得较大程度的提高。实验进一步考察了温度、BSA初始浓度、pH值、离子强度等因素对微球吸附BSA的影响。结果表明,在pH 4.7下CB-PEI70000-PMMA磁性微球表现出最大吸附量为103.6 mg/g。此外,实验还对微球吸附BSA的热力学性质进行了研究,结果表明,在实验温度下,微球吸附BSA的△H0,△S0,△G0,表明该吸附属于自发的吸热过程。第四,以PEI 1800-PMMA、CB-PEI 1800-PMMA磁性微球为载体,使用交联剂交联封装法固定化BSA,并考察了交联封装法固定化BSA的影响因素。结果表明,对比物理吸附法固定化BSA,使用交联封装法固定化BSA,可以显著提高载体与BSA的结合力,增加BSA固载的稳定性。在35℃,戊二醛浓度0.07%,交联1 h的反应条件下,PEI 1800-PMMA和CB-PEI 1800-PMMA磁性微球对BSA的固载量分别达到了61.4 mg/g和80.9 mg/g。
【学位单位】：河北大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：R318.08
【部分图文】：

应浓度梯度的 CB 溶液，用乙醇作为空白对照，采用紫外分光光度法，在 620 nm 波长下测定 CB 标准液各浓度的吸光度值，并按照各 CB 溶液浓度（横坐标）与相应的吸光度值（纵坐标）绘制标准浓度曲线。③ 微球表面 CB 修饰密度的测定取修饰汽巴蓝 F3GA 的磁性微球（CB-PEI 600-PMMA、CB-PEI 1800-PMMA、CB-PEI70000-PMMA）分别用 95%乙醇和去离子水反复洗涤，直至上清液无色，收集淋洗液并将其定容至 50 mL。取定容后溶液 2 mL，用盐酸调 pH 至中性，并用乙醇定容至 5 mL，而后在 620 nm 波长下测定其吸光度值。CB 修饰密度计算公式如下：修饰率 R(%)=(A-B)/A×100%修饰密度 D(μmol/g)=RN/774.2 M其中，A 表示 CB 母液浓度（mg/mL）；B 表示修饰后上清液中的 CB 浓度（mg/mL）；R 表示 CB 的修饰率（%）；N 表示 CB 的起始加入量（μg）；M 表示所加入的微球质量（g）；774.2 为 CB 的相对分子质量。

结果如图2-2 所示。由图 2-2 A 可以看出，酯解后的 PMMA 磁性微球形态规整，球形度良好。图2-2 B 为放大后的酯解后 PMMA 磁性微球的局部轮廓图，由图可以看出，其表面粗糙，说明 PMMA 磁性微球成功发生了水解，产生了羧基。2.3.2 微球表面羧基含量实验测得酯解后 PMMA 微球表面的羧基含量为 1.01 mmol/g。2.3.3 PEI 接枝密度测定实验分别对三种 PEI 微球表面的氨基含量进行了测定，其结果如表 2-3 所示。

图 2-3 CB 标准浓度曲线Figure 2-3 standard concentration curve of CB磁性微球的红外表征干燥好的磁性微球与 KBr 混匀压片后进行红外扫描，结果如图 2-4 所
【参考文献】

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本文编号：2873839