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牛血清白蛋白磁性核壳结构分子印迹聚合物的制备与性能

作　者: 赵伟
导　师: 李欣
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 物理化学
关键词: 分子印迹聚合物 Fe3O4@SiO2微球牛血清白蛋白正交试验
分类号: O631.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

分子印迹技术（MIT）是一种通过在模板分子周围空间内制备三维网状高分子印迹聚合物的方法。当通过物理或化学方法去除模板分子后,在聚合物中留下预期的具有特定形状和特定官能团的印迹孔穴。近年来,分子印迹聚合物已经在体内诊断、治疗和分离等领域获得广泛的应用。尤其是对大分子的分子印迹技术成为近年来研究的热点,如蛋白质分子。蛋白质分子因其分子量以及空间体积大,因而在分子印迹聚合物中传质速度相对较慢。因此,蛋白质的分子印迹技术目前仍是一个挑战。首先通过溶胶凝胶法成功制备了以Fe₃O₄为内核,SiO₂为外壳的Fe₃O₄@SiO₂微球。Fe₃O₄@SiO₂微球同时具备了室温下的超顺磁性和良好的生物相容性。并通过正交试验设计L16（45）,详细研究了氨水用量、TEOS用量、醇的类型选择、醇水比的选择和磁流体浓度等因素对核-壳式Fe₃O₄@SiO₂微球的尺寸及形态影响。所选择的醇的类型对核-壳式Fe₃O₄@SiO₂微球的尺寸及形态影响最大。在室温下, Fe₃O₄纳米粒子磁饱和强度73.839 emu/g ,Fe₃O₄@SiO₂微球的磁饱和强度为33.162 emu/g。以牛血清白蛋白（BSA）为模板分子,选择Fe₃O₄@SiO₂微球为印迹载体材料,通过表面印迹方法,在Fe₃O₄@SiO₂微球表面合成分子印迹聚合物。并使用多种测试方法对其结构及性能进行表征。所合成的复合材料为双外壳结构,内层是Fe₃O₄内核,外层依次包覆SiO₂层和印迹聚合物层。通过热力学吸附试验,证明了所制备的印迹聚合物对BSA具有较强的亲和力和选择吸附性。吸附规律符合Langmuir吸附等温式。在此基础上进一步研究了使用不同尺寸Fe₃O₄@SiO₂微球制得的分子印迹聚合物的吸附性能差异。试验结果表明Fe₃O₄@SiO₂微球直径在390 nm时,所制备的分子印迹聚合物吸附量最大。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-24
  1.1 分子印迹技术  9-20
    1.1.1 分子印迹技术概述  9
    1.1.2 分子印迹技术国内外发展现状  9-12
    1.1.3 分子印迹技术中试剂的选择  12-15
    1.1.4 分子印迹聚合物的合成方法  15-17
    1.1.5 分子印迹技术的应用  17-18
    1.1.6 分子印迹技术的挑战  18-20
  1.2 磁性聚合物微球的研究进展  20-23
    1.2.1 Fe_3O_4 纳米粒子的制备方法  20-21
    1.2.2 SiO_2 纳米粒子包覆Fe_3O_4 的方法  21-22
    1.2.3 磁性聚合物的分类  22
    1.2.4 磁性聚合物的应用  22-23
  1.3 课题的目的和意义  23
  1.4 课题研究的主要内容  23-24
第2章实验材料及表征方法  24-29
  2.1 实验主要原料及设备  24-26
    2.1.1 实验设备和仪器  24-25
    2.1.2 实验所用药品  25-26
  2.2 实验材料分析表征手段  26-29
    2.2.1 透射电子显微镜电镜  26
    2.2.2 扫描电子显微镜电镜  26-27
    2.2.3 傅立叶红外光谱分析  27
    2.2.4 X 射线衍射分析  27
    2.2.5 紫外-可见吸收光谱分析  27-28
    2.2.6 热重分析  28
    2.2.7 振动样品磁强计测试  28-29
第3章 Fe_3O_4@SiO_2微球的制备及结构表征  29-47
  3.1 引言  29
  3.2 Fe_3O_4@ SiO_2 磁性核壳式微球的制备  29-31
    3.2.1 磁流体的制备  29-30
    3.2.2 Fe_3O_4@ SiO_2 磁性核壳式微球的合成  30-31
  3.3 Fe_3O_4@ SiO_2 磁性核壳式微球的分析与表征  31-37
    3.3.1 SEM/TEM 表征  31-32
    3.3.2 EDS 表征  32-33
    3.3.3 FT-IR 表征  33-34
    3.3.4 XRD 表征  34-35
    3.3.5 热重分析  35-36
    3.3.6 磁性能  36-37
  3.4 Fe_3O_4@ SiO_2 微球的可控制备  37-46
    3.4.1 正交试验设计  37
    3.4.2 正交试验结果及讨论  37-46
  3.5 本章小结  46-47
第4章牛血清白蛋白分子磁性分子印迹聚合物制备与性能  47-58
  4.1 引言  47
  4.2 核壳式Fe_3O_4@ SiO_2-MIP 的制备  47-49
    4.2.1 核壳式Fe_3O_4@ SiO_2 微球的制备  48
    4.2.2 核壳式Fe_3O_4@ SiO_2 微球表面功能化  48
    4.2.3 表面聚合牛血清白蛋白（BSA）分子印迹膜  48-49
  4.3 Fe_3O_4@ SiO_2-MIP 微球的分析与表征  49-54
    4.3.1 TEM 表征  49-51
    4.3.2 FT-IR 表征  51
    4.3.3 XRD 表征  51-52
    4.3.4 热重分析  52-53
    4.3.5 磁性能  53-54
  4.4 吸附性能  54-57
    4.4.1 Fe_3O_4@ SiO_2-MIP 微球的吸附性能  54-55
    4.4.2 Langmiur 吸附模型分析  55-57
  4.5 本章小结  57-58
结论  58-59
参考文献  59-69
致谢  69

牛血清白蛋白磁性核壳结构分子印迹聚合物的制备与性能

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