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磁性生物凝胶是一类性能优良的功能高分子材料,它在医学、酶学、生物学、分子生物学以及催化化工、环境监测及治理等方面有着极其重要的用途。磁性高分子是以合成高分子或生物高分子为载体,通过吸附和包埋磁性粒子,形成具有磁性的功能高分子材料,可以在磁场作用下被磁力控制、定位、定向移动和测定。由于合成高分子活性基团较少,影响其捕捉铁离子的能力,难于提高其磁性,而且生物降解性能和生物相容性差,在许多情况下妨碍其在生物医学和生物材料中的应用,因此,磁性生物高分子在近年来受到国内外医学界广泛重视。 本文研究了以生物高分子高链玉米淀粉为原料,利用淀粉改性技术对其交联和羧甲基化改性,引入捕捉铁离子的活性基团,对其性质、结构及生物降解性能作了系统研究;采用不同的磁化工艺在生物高分子中引入磁性粒子,对磁性淀粉中磁性粒子的生成、大小、分布和磁化效果进行了研究;利用喷雾干燥技术,制备功能性磁性药物微球,并对其结构、性能及其在磁场中动力学运动作了详细研究。 采用Brabande粘度测定仪和Olympus Vanox BHS-2型多功能光学显微镜等分析手段对链淀粉含量50%和70%的高链玉米淀粉及其交联和交联羧甲基化淀粉的结构和性质进行了表征和分析,结果表明,普通玉米淀粉结构与含链淀粉50%和70%高链玉米淀粉结构不同;高链淀粉比普通淀粉难糊化,高链改性淀粉糊化受pH值影响较大,受温度影响较小;淀粉的冻融稳定性、透光率、溶解度、膨胀度和粘度受链淀粉的含量和改性的影响,但是,链淀粉含量超过50%时,则链淀粉含量对淀粉的膨胀度和溶解度影响不大;改性淀粉性质的影响因素中,影响粘度主要因素是交联反应,影响透明度、溶解度和膨胀度主要因素是羧甲基化改性;一氯乙酸用量、反应时乙醇浓度及碱性条件都会影响高链淀粉及其交联淀粉的羧甲基化改性效果,制备羧甲基化改性淀粉的最佳工艺是在pH值为10的60%的乙醇浓度介质中按一氯乙酸/淀粉质量比为55%进行取代反应。 采用In-Vitro模型消化和微生物降解实验方法,检测高链玉米淀粉及其改性淀粉消化性能和生物降解性能,结果发现,玉米淀粉及其改性淀粉的消化规律和生物降解规律一致,影响其消化性能及其降解性能主要因素是链淀粉含量,其次是改性;从消化和微生物降解实验结果来看,用作磁性微球载体的最好的材料是含链淀粉50%的交联玉米淀粉,其次是含链淀粉70%的交联玉米淀粉。 采取四种不同的磁化工艺在高链玉米淀粉及其改性淀粉中引入磁性粒子,采用扫描电镜、X—射线衍射仪、古埃磁天平等测试手段进行分析,结果表明,制备磁性淀粉的最佳工艺为氧化磁化法,其形成的磁粒大小和分布均匀,对淀粉形状和结构破坏较小,可形成纳米级(11.16nm—31.26nm)的超顺磁性淀粉。根据淀粉的磁性化效果及抗消化和