单分散功能性聚合物微球是一种性能优良的新型功能材料,在色谱固定相、固相萃取及分子印迹技术等众多领域具有十分广泛的应用。本文旨在将原子转移自由基聚合和沉淀聚合技术相结合,采用原子转移自由基沉淀聚合(ATRPP)一步法合成单分散、高交联、表面具有活性引发基团和均一网络结构的聚合物微球。同时通过合理选择低毒性的极性醇类溶剂,进一步实现在室温条件下,采用ATRPP法制备表面含有“活性”引发基团的聚合物微球,然后以此活性聚合物微球为基质,通过可控表面印迹方法得到具有均匀印迹位点,对酶具有抑制能力的分子印迹聚合物。具体内容如下：1.将原子转移自由基聚合(ATRP)机理引入沉淀聚合中,采用一种简单有效的原子转移自由基沉淀聚合(ATRPP)一锅法成功制备了单分散、高交联、表面功能化、具有均一网络结构的活性聚合物微球。研究发现不同反应条件(搅拌速率、单体浓度、引发剂浓度、催化剂浓度、单体与交联剂摩尔比、溶剂体积和反应时间)对聚合物微球形貌和产率具有重要影响,从而可以方便地通过改变聚合条件制备特定尺寸的微球。采用不同的功能性共聚单体(4-VP,AAm,HEMA)制备了一系列具有均一粒径的功能性共聚物微球,证明了ATRPP制备单分散性功能聚合物微球具有普适性应用。通过温和条件下表面ATRP引发反应,在聚合物微球表面直接接枝了亲水性聚合物刷,从而验证了聚合物微球的“活性”特征。另外,提出了ATRPP法制备单分散聚合物微球的增长机理为"grafting from"机理,这和传统沉淀聚合制备聚合物微球的“grafting to"机理具有很大的不同。2.将醇类溶剂引入ATRPP体系,成功实现了在室温条件下一步法制备单分散、高交联、活性聚合物微球的目的。研究发现不同反应条件(单体浓度、聚合时间、溶剂种类)对聚合物微球产率和形貌具有重要影响,从而可以方便地通过改变聚合条件制备特定尺寸的微球。在一系列醇类溶剂中,采用不同功能单体(4-VP,GMA,MMA,HEMA)与交联剂反应,成功制备了具有均匀网络结构的共聚物微球,表明室温下采用ATRPP法制备聚合物微球具有普适性应用。通过室温条件下表面ATRP反应引发不同亲水性单体聚合直接在微球表面接枝亲水性聚合物刷,可以制备表面具有良好亲水性能的先进性功能聚合物微球。3.将可控／“活性”自由基聚合、分子印迹技术和化学当量非共价印迹策略结合起来,以室温ATRPP法制备的单分散“活性”聚合物微球为基质,第一次用简单高效的方法制备了具有酶抑制能力的核壳结构印迹聚合物微球,并通过改变反应条件(反应时间、单体浓度)制备了具有不同印迹壳层厚度的核壳结构印迹聚合物。利用SEM、FT-IR、元素分析和动态光散射等方法对所得核壳印迹聚合物微球的壳层厚度和组成进行表征。研究了核壳印迹聚合物微球的吸附性能及对酶的抑制能力。结果发现,核壳印迹聚合物微球表面印迹壳层的厚度对它的吸附性能具有很大的影响,只有当壳层厚度和酶尺寸合适时才会表现出最佳的特异性吸附。通过Langmuir模拟证明可控表面印迹法制备的酶印迹聚合物具有均一的印迹位点,对模板分子具有高吸附容量、快速识别能力以及高吸附选择性。同时相比于小分子抑制剂,表现出更高的抑制能力。与小分子抑制剂相比,每个印迹单元的抑制能力基本提高了三个数量级(印迹单元抑制常数是小分子抑制剂的1000倍),这主要由于酶和印迹空穴之间形成了很强的多重非共价相互作用。