模板細乳液聚合法制備磁性復合微球及其在蛋白分離純化中的應用.pdf

1、近年來，有機-無機雜化復合微球，尤其是磁性復合微球正受到人們的廣泛關注。由于磁性高分子微球同時具有無機磁性材料的磁響應性和有機高分子的表面功能性，在外加磁場下能方便、快速、高效的從介質(zhì)中分離目標生物分子。因此，在生物醫(yī)學和生物化學等領域顯示廣泛的應用前景。從診斷學的角度考慮，理想的磁性微球應具有均一的粒子尺寸、高的磁含量(快速的磁響應性)、功能化的表面。然而，現(xiàn)有制備磁性復合微球的方法要么破壞了磁性微球的單分散性，要么制備單分散的高磁含

2、量的磁性微球的過程太復雜。并且，所制備的磁性分離載體存在吸附容量較低，偶聯(lián)效率不高等問題。針對以上問題，本論文系統(tǒng)的圍繞著磁性復合微球的制備、表面功能化修飾及其在蛋白分離純化中的應用研究展開，主要取得了以下幾個方面的結果：
　　 1)通過磁性模板細乳液聚合法制備粒徑單分散的、磁含量可控的磁性復合微球Fe3O4@Poly(St/DVB)，整個制備過程操作簡單、容易放大，具有工業(yè)化應用前景。首先，通過超聲乳化構造粒徑均勻的磁性模板(

3、磁性納米粒子簇)，然后將單體St和交聯(lián)劑DVB加入到反應體系使之溶脹聚合，通過動態(tài)光散射(DLS)的結果表明單體聚合的主要場所在磁性模板細乳液中，聚合機理是細乳液聚合主導的模板細乳液聚合。所制備的磁性復合微球的尺寸有一個合理的均勻分布。DLS的表征結果表明：改變?nèi)榛瘎┑牧?，可以得到粒徑?0-130 nm范圍內(nèi)的磁性復合微球。通過調(diào)節(jié)磁性模板細乳液與單體的比例，可以有效調(diào)節(jié)磁性復合微球磁含量于40-70 wt％之間。通過研究St/DVB

4、的比率、乳化劑的量、助穩(wěn)定劑、超聲功率、引發(fā)劑類型、磁流體固含量、磁流體與單體的投料比等實驗參數(shù)對磁性復合微球性能的影響，得到制備磁性復合微球的最佳配方。制備得到的磁性復合微球具有超順磁性，可以作為優(yōu)良的磁性載體而用于生物醫(yī)學領域。此外，所提出的模板細乳液聚合法不僅能用于制備高磁含量、單分散的磁性復合微球，而且可以作為其它的高包封率的無機-有機雜化微球的制備方法。
　　 2)以磁性Fe3O4@Poly(St/DVB)復合微球為種

5、子，通過種子乳液聚合制備得到表面富含環(huán)氧功能基團的核殼式磁性Fe3O4/Poly(St/DVB)@Poly(GMA/DVB)復合微球。TEM電鏡的結果表明得到的核殼式磁性復合微球的粒徑分布很均一。通過加入不同量的殼層單體，核殼式磁性復合微球的磁含量可控于23-43wt％之間。硫代硫酸鈉法滴定核殼式磁性復合微球表面的環(huán)氧基為0.126-0.190 mmol/g。通過亞氨基二乙酸(IDA)與磁性復合微球表面的環(huán)氧基團開環(huán)反應，在磁性復合微球

6、表面引入IDA金屬離子螯合基團，制備得到能螯合金屬離子的磁性親和分離載體。原子吸收光譜(AAS)和通過紫外光譜(UV)的分析結果表明磁性復合載體螯合Cu2+的能力分別為0.068-0.072 mmol/g和0.091-0.110 mmol/g。
　　 3)將核殼式磁性分離載體Fe3O4/Poly(St-DVB)@Poly(GMA-DVB)-IDA-Ni2+應用于S-腺苷甲硫氨酸合成酶(SAMS)的分離提純。在外加磁場下作用下，磁

7、性載體可以方便、迅速的純化SAMS。通過詳細研究反應介質(zhì)初始SAMS蛋白濃度、咪唑洗脫液濃度、反應介質(zhì)離子強度(NaCl濃度)、pH值、螯合金屬離子種類等純化條件對蛋白分離純化的影響，從而得到磁性微球純化SAMS蛋白的最佳分離條件。最后，在最佳分離條件下純化不同初始濃度的SAMS蛋白，結果表明當初始蛋白濃度為3.0 mg/mL時，蛋白純化量最大為50.0 mg/g，SDS-PAGE電泳結果顯示所純化的蛋白純度很高，沒有雜蛋白。