分散聚合法制备固定化酶载体P(St/MAA)/FeO的研究

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作为固定化酶组成的一部分,载体材料的结构和性质对固定化酶的性能有着巨大的影响。由于载体材料的重要性,自固定化酶技术兴起以来,很多学者就一直致力于对载体材料的研究。随着科学技术的发展,固定化酶载体材料也从开始的天然高分子材料发展到有机高分子材料,无机材料以及目前的复合材料如磁性高分子微球等。由于磁性高分子微球同时兼具高分子微球的众多特性和磁响应性,在外加磁场作用下可以方便地分离而在固定化酶方面获得了一定的应用,因此用磁性高分子微球固定化酶已渐渐引起了人们的兴趣。 目前,制备磁性高分子微球的方法有很多,而在这些制备方法中,以分散聚合法制备的磁性高分子微球比较适合担当固定化酶载体,同时,分散聚合法也是向微球表面引入功能基团的有效方法之一。因此本文的研究目的就是通过用分散聚合法来制备一种微米级、单分散性的功能高分子磁性微球,使之能担当生物酶的载体。 本文采用共沉淀法制备了Fe3O4磁流体,以其作为磁性高分子微球的核材料,采用分散聚合法,以苯乙烯、甲基丙烯酸为聚合单体,聚乙烯吡咯烷酮为稳定剂,偶氮二异丁腈为引发剂,乙醇/水混合溶剂为分散介质,制备了微米级、单分散性较好的的聚苯乙烯-甲基丙烯酸功能性磁性高分子微球。并在此基础上研究了加料方式、分散介质、反应温度、稳定剂、引发剂、单体及前处理方式等因素对磁性高分子微球性能的影响。用扫描电镜、透射电镜、电导率仪、比饱和磁化强度仪(VSM)及傅立叶变换红外光谱仪等仪器对微球进行了表征和性能测试。同时,为了提高磁性高分子微球的磁性能,还对磁流体进行了前处理的研究,并在此基础上初步探讨了磁流体存在下的分散聚合机理,同时也对合成的磁性高分子微球固定化酶进行了初步的应用研究。 通过以上研究主要取得了以下几个结论: ①.功能性单体MAA的加入对分散聚合体系的影响较大,为了得到稳定的分散聚合体系,必须对介质极性进行调整; ②.通过采取一种特殊的加热方式,可以有效的阻止了反应过程中凝胶的产生; ③.合成了平均粒径为0.92цm、磁含量为18﹪、比饱和磁化强度为18.51emu.g-1、表面羧基含量为0.030mmol/g的磁性高分子微球; ④.磁性高分子微球表面羧基的引入,能有效地提高磁性固定化酶的活性及其固定化率,同时碳二亚胺(EDC·HCl)的加入对提高固定化酶的活性和固定化率也有一定的作用; ⑤.磁流体存在下的分散聚合总的来说由两部分组成,一个是反应产物为磁性复合微球的分散聚合,另一个是产物为空白微球的普通分散聚合,通过对TEM及磁含量的分析证实,磁流体存在下的分散聚合反应以普通分散聚合为主。
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