适于水溶液体系的空心型分子印迹微球的可控制备及其分子识别与控释性能研究

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分子印迹技术是近年来发展起来的一种简便易行的合成人工受体的新方法。由其制备的分子印迹聚合物由于具有与天然抗体相似的识别选择性和高分子材料的抗腐蚀性能的双重优点,在药物控释领域方面存在极大的应用价值。制备适用于水溶液体系甚至复杂生物环境的分子印迹聚合物,是当前该领域研究中最具挑战性的课题。本文将原子转移自由基沉淀聚合(ATRPP)与表面分子印迹技术相结合,制备了以单分散二氧化硅微球为基质的“活性”分子印迹核壳式微球;进一步利用所得活性微球进行表面引发的ATRP聚合,在微球表面引入亲水性/温敏性的嵌段高分子刷;再通过刻蚀获得了可在水中实现特异性识别并具备温度、光照多重响应性的空心分子印迹微球。对其吸附性能、环境响应性能进行了系统的研究,并对其应用于水环境下的分子缓释/控释性能进行了初步探索。具体内容如下:   ⑴结合st(o)ber法,一步法直接制备了表面带有ATRP引发基团的单分散二氧化硅微球,通过其表面引发的ATRPP聚合制备“活性”的含光响应偶氮基团的分子印迹聚合物壳层,通过进一步的ATRP聚合将温敏性的PNIPAAm刷引入微球表面,并在外层进一步接枝亲水性的线性PHEMA嵌段,最后通过HF刻蚀获得带有嵌段刷的窄分布空心印迹微球,并对其形态进行了表征。   ⑵对获得的亲水性多重响应分子印迹空心微球模型的亲水性能、吸附性能、专一性识别性能、温度响应、光响应性能进行了表征,并对比分析了嵌段刷对印迹微球亲水性能、吸附性能的保护作用。结果显示,制备的分子印迹微球模型在水中对模板分子表现出了良好的印迹效果、优异的选择吸附性能以及温度、光照响应性能。与相应的实心表面印迹微球相比,空心微球的结构表现出了更高的吸附容量和专一识别效率。此外,与仅接枝以PNIPAAm刷的印迹微球的亲水性对比试验,证明了接枝有嵌段刷的微球在37℃下表现出了更好的亲水性。变温吸附实验结果证明,嵌段刷的接枝有效避免了高温下PNIPAAm转变为疏水态造成的非特异性吸附升高。   ⑶对获得的亲水性多重响应分子印迹空心微球模型在纯水环境中对模板分子的释放性能进行了研究,并对比了在25℃和37℃下该模型对模板分子的控释性能。实验结果表明,空心印迹微球模型表现出了比其相应的实心微球更高的目标分子负载量;同时该模型在纯水溶液中表现出了对模板分子良好的缓释性能和温度控制释放性能。
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