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本文致力于磁性高分子微球的功能化研究,设计合成了具有环氧基团、氨基基团以及链酶亲和素修饰的磁性高分子微球,并对这些功能化的磁性高分子微球在蛋白吸附、酶活性检测方面的应用进行了探索。
本论文的主要研究内容和结论概述如下:
(1)环氧基磁性高分子微球的制备及性能表征
在Fe3O4磁流体的存在下,以苯乙烯(St)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为聚合单体,使用分散聚合法制备了含有环氧基团的磁性高分子微球P(St-GMA)/Fe3O4。使用红外光谱(IR),扫描电子显微镜(SEM)表征了P(St-GMA)/Fe3O4的结构和颗粒形貌,利用磁学性质测量系统测定了其磁学性质。探讨了单体、磁流体、引发剂以及稳定剂用量对P(St-GMA)/Fe3O4粒径和形貌的影响。结果表明,所制备的P(St-GMA)/Fe3O4外形规整,粒径均匀且可控(1-5)μm,P(St-GMA)/Fe3O4具有超顺磁性,其饱和磁化强度可达16.4 emu/g,环氧基的含量可达1.23 mmol/g。随着单体中GMA含量增加,P(St-GMA)/Fe3O4的分散性变差;随着St、磁流体和引发剂含量增加,P(St-GMA)/Fe3O4粒径变大;随着稳定剂用量的增加P(St-GMA)/Fe3O4的粒径减小。
(2)氨基磁性高分子微球用于牛血清白蛋白吸附的研究
通过P(St-GMA)/Fe3O4中的环氧基团与己二胺发生开环反应获得氨基化的磁性高分子微球P(St-GMA-NH2)/Fe3O4,使用红外光谱(IR),扫描电子显微镜(SEM)表征了P(St-GMA-NH2)/Fe3O4的结构和颗粒形貌,利用磁学性质测量系统测定了其磁学性质,并考察了不同pH条件下,P(St-GMA-NH2)/Fe3O4对BSA的吸附性能。结果表明,通过乙二胺改性,成功在P(St-GMA)/Fe3O4中引入氨基基团,氨基基团含量可达到0.8 mmol/g,且对磁性微球的形貌未产生破坏;P(St-GMA-NH2)/Fe3O4具有超顺磁性,其饱和磁化强度为13.4 emu/g;P(St—GMA-NH2)/Fe3O4在不同pH下对BSA的吸附性能符合Langmiur吸附模型,在BSA等电点(pH4.7)附近具有最大的吸附量74.5 mg/g,该pH下低电解质强度范围内(0-0.5 mol/L)BSA的吸附量受外加电解质强度影响较小,在高电解质强度范围内(0.5-1.5 mol/L)时,BSA的吸附量随着电解质强度的增加而减小,吸附达饱和时间对BSA初始浓度大小依赖很小。
(3)链霉亲和素磁性高分子微球用于MGMT活性快速检测的研究
使用戊二醛作为偶联剂在氨基磁性高分子微球P(St-GMA—NH2)/Fe3O4的表面引入链霉亲合素(SA),制备得到链霉亲和素磁性高分子微球(P(St-GMA-SA)/Fe3O4)。结果表明当反应时间为12h,P(St-GMA-NH2)/Fe3O4用量为75 mg时,SA的引入量可达到2.7μg/mg。使用生物素化羊抗人抗体(BIgG)对P(St-GMA-SA)/Fe3O4的特异亲和作用进行考察,结果表明,P(St-GMA-SA)/Fe3O4在温和的条件下能快速和BIgG结合,最大结合量为7.4μg/mg,P(St-GMA-SA)/Fe3O4与BIgG形成的复合物对热,酸,碱都表现出很好的稳定性;将P(St-GMA-SA)/Fe3O4作为亲和素-生物素酶联免疫检测(ELISA)的固相载体,考察了其对HeLa-S3和HeLa-MR两种肿瘤细胞中的MGMT的活性检测效果,结果表明,经显色反应后可通过肉眼辨别反应液颜色深浅,对HeLa-S3和HeLa-MR中MGMT活性高低进行判断,初步验证了本文所构筑的利用磁性微球检测肿瘤细胞MGMT活性方法的可行性。