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磁性复合微球的制备及其在蛋白吸附中的应用

作　者: 任琦
导　师: 陈明清
学　校: 江南大学
专　业: 材料学
关键词: 细乳液聚合磁性复合微球牛血清蛋白木瓜蛋白酶
分类号: O647.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本文通过共沉淀法制得了Fe₃O₄磁性纳米颗粒,进而用一定量的油酸对Fe₃O₄纳米颗粒表面进行改性,得到了亲油性的磁流体。分别采用傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、振动样品磁力计（VSM）分析了改性Fe₃O₄纳米颗粒的结构、粒径及粒径分布、形态和磁性能。所得结果表明:改性后Fe₃O₄纳米颗粒表面带有油酸,粒径分布在10-15nm之间,呈超顺磁性。以十二烷基硫酸钠（SDS）为乳化剂,二乙烯基苯（DVB）作为交联剂,在亲油性磁流体存在的条件下,采用细乳液聚合法分别使单体甲基丙烯酸甲酯（MMA）与甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）、苯乙烯（St）与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）聚合,制得了PMMA-co-PGMA和PSt-co-PAMPS磁性复合微球,并进一步对PMMA-co-PGMA磁性微球进行表面改性,制得了表面带氨基的PMMA-co-PGMA-NH2磁性复合微球,由线性电位滴定法测得微球表面氨基含量为431μmol/g。并用FTIR、TEM、热失重（TG）和VSM对两种磁性复合微球的结构、形态和尺寸、磁含量以及磁性能进行了表征,结果显示PSt-co-PAMPS和PMMA-co-PGMA磁性复合微球的粒径分布均匀,平均粒径均为170nm,PMMA-co-PGMA复合微球的磁含量可以控制在20%-50%之间。利用疏水和静电作用,制得的PSt-co-PAMPS磁性微球可以物理吸附蛋白质;经过戊二醛修饰后,PMMA-co-PGMA-NH2磁性微球表面带上醛基,可共价连接蛋白质。将两种微球应用在牛血清蛋白（BSA）的吸附中,结果证明,比起PSt-co-PAMPS微球的物理吸附,采用化学吸附的PMMA-co-PGMA-CHO微球有更大的吸附量,能更快的达到吸附平衡,并且对BSA的结构影响更小,在蛋白吸附中更有优势。进而研究了PMMA-co-PGMA-CHO磁性复合微球固定化木瓜蛋白酶。相比自由酶,制得的固定化酶有更好的温度和pH适应性,而且能保存较长时间。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章绪论  8-24
  1.1 磁性复合微球概述  8
  1.2 磁性复合微球的结构类型和特点  8-9
    1.2.1 磁性复合微球的结构类型  8
    1.2.2 磁性复合微球的特点  8-9
  1.3 Fe_30_4 纳米颗粒的制备方法  9-11
  1.4 磁性复合微球的制备方法  11-16
    1.4.1 壳-核型磁性复合微球的制备方法  11-12
    1.4.2 核-壳型和镶嵌型磁性复合微球的制备方法  12-16
  1.5 磁性纳米复合微球的应用  16-19
    1.5.1 细胞分离  17
    1.5.2 离子交换分离  17
    1.5.3 核酸分离  17-18
    1.5.4 靶向制剂  18
    1.5.5 固定化蛋白质和酶  18
    1.5.6 废水处理  18-19
    1.5.7 磁共振成像造影  19
  1.6 立题依据  19-20
  第二章亲油性Fe_30_4磁流体的制备与表征  20-24
    2.1 引言  20
    2.2 实验试剂及设备  20-21
      2.2.1 实验试剂  20
      2.2.2 实验设备及仪器  20-21
    2.3 实验步骤  21
      2.3.1 亲油性Fe_30_4 磁流体的制备  21
      2.3.2 样品的表征  21
    2.4 结果与讨论  21-23
      2.4.1 TEM 表征  21-22
      2.4.2 XRD 表征  22
      2.4.3 红外表征  22-23
      2.4.4 磁性能表征  23
    2.5 本章小结  23-24
第三章磁性复合微球的制备与表征  24-34
  3.1 引言  24
  3.2 实验试剂及设备  24-25
    3.2.1 实验试剂  24
    3.2.2 实验设备及仪器  24-25
  3.3 实验步骤  25-26
    3.3.1 PSt-co-PAMPS 磁性复合微球的制备  25
    3.3.2 PMMA-co-PGMA 磁性复合微球的制备  25
    3.3.3 PMMA-co-PGMA 磁性复合微球的表面改性  25
    3.3.4 PMMA-co-PGMA-NH_2 磁性复合微球的表面氨基含量的测定  25
    3.3.5 样品的表征  25-26
  3.4 结果与讨论  26-30
    3.4.1 PMMA-co-PGMA-NH_2 磁性复合微球表面氨基含量的测定  26-27
    3.4.2 红外表征  27
    3.4.3 透射电镜表征  27-28
    3.4.4 热重分析  28-29
    3.4.5 磁性能分析  29-30
  3.5 壳-核型磁性复合微球的制备  30-32
    3.5.1 实验步骤  30-31
    3.5.2 磁性PAAS 微球的透射电镜照片  31
    3.5.3 磁性PAAS 微球的红外图谱  31-32
    3.5.4 磁性PAAS 微球的热失重曲线  32
  3.6 本章小结  32-34
第四章 PMMA-co-PGMA-CHO 和PSt-co-PAMPS 磁性复合微球吸附BSA  34-42
  4.1 引言  34
  4.2 实验试剂及设备  34-35
    4.2.1 实验试剂  34
    4.2.2 实验设备及仪器  34-35
  4.3 实验步骤  35-37
    4.3.1 PMMA-co-PGMA-NH_2 氨基磁性复合微球的表面修饰  35
    4.3.2 缓冲溶液的配制  35
    4.3.3 BSA 浓度标准曲线的绘制  35-37
    4.3.4 PMMA-co-PGMA-CHO 与PSt-co-PAMPS 磁性复合微球对BSA 的吸附  37
    4.3.5 样品的表征  37
  4.4 结果与讨论  37-40
    4.4.1 吸附时间对两种微球吸附效果的影响  37-38
    4.4.2 BSA 初始浓度对两种微球吸附效果的影响  38
    4.4.3 溶液pH 值对两种微球吸附效果的影响  38-39
    4.4.4 BSA 的CD 光谱表征  39-40
  4.5 本章小结  40-42
第五章 PMMA-co-PGMA-CHO 磁性复合微球固定木瓜蛋白酶  42-50
  5.1 引言  42
  5.2 实验试剂及设备  42
    5.2.1 实验试剂  42
    5.2.2 实验设备及仪器  42
  5.3 实验步骤  42-45
    5.3.1 PMMA-co-PGMA-NH_2 磁性复合微球的表面修饰  42-43
    5.3.2 木瓜蛋白酶活力测量方法  43-44
    5.3.3 给酶量对固定化酶的影响  44
    5.3.4 戊二醛浓度对固定化酶的影响  44
    5.3.5 固定化时间对固定化酶的影响  44
    5.3.6 自由酶和固定化酶米氏常数的测定  44
    5.3.7 pH 对固定酶和自由酶活力的影响  44-45
    5.3.8 温度对固定酶和自由酶活力的影响  45
    5.3.9 固定化酶与自由酶的储存稳定性  45
    5.3.10 样品的表征  45
  5.4 结果与讨论  45-49
    5.4.1 给酶量对固定化酶的影响  45-46
    5.4.2 戊二醛浓度对固定化酶的影响  46
    5.4.3 固定化时间对固定化酶的影响  46-47
    5.4.4 自由酶和固定酶的米氏常数  47-48
    5.4.5 反应介质pH 对自由酶和固定化酶活力的影响  48
    5.4.6 反应温度对自由酶和固定化酶活力的影响  48-49
    5.4.7 自由酶和固定化酶的储存稳定性  49
  5.5 本章小结  49-50
第六章结论与展望  50-51
致谢  51-52
参考文献  52-60
附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文  60

磁性复合微球的制备及其在蛋白吸附中的应用

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