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磁性功能聚合物微球的制备与形貌控制研究

作　者: 徐雅雯
导　师: 古宏晨；徐宏
学　校: 上海交通大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 超顺磁性聚合物微球表面功能化形貌调控杂化乳液聚合种子乳液聚合化学发光免疫分析
分类号: TB383.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

磁性聚合物微球不仅具有聚合物微球在合成、制备方面的可功能化性,形貌可调控性,同时具有磁性微球在磁场下的快速磁响应性,可以实现自动化操控,因而在生物医学领域显示出极为广泛的应用,例如,生物分子的分离与提纯,核酸的杂化,靶向给药,蛋白检测,核磁共振造影剂和热疗等等。然而在广泛的生物医学应用中,针对不同的实际应用,对磁性微球的尺寸与单分散性(纳米、亚微米、微米尺度),表面特性(功能化)与微观形貌(磁性物质含量与分布,形貌的对称性)的要求均有较大差异。正是考虑到这些差异性,目前,越来越多的研究者将研究的重心从仅仅专注于对微球合成技术与方法的研究转向了对于微球表面功能化修饰以及形貌调控的探索,从而使得所制备的微球在应用操作中可以表现出更为卓越的性能,并拓宽其应用的可能性。本论文就是针对上述发展趋势,有针对性的选择聚合方法,制备了纳米以及微米尺度的磁性聚合物微球,并分别对之进行了功能化修饰。同时在制备过程中,通过对聚合过程动力学的研究,成功实现了对于微球形貌的调控,获得系列形貌的磁性聚合物并初步探究了其形成机理。最后,还将所制备的微球在化学发光免疫检测中的应用进行了初步评价。(一)本文制备了表面带有环氧官能基团的系列磁性聚合物微球,在制备方法上,在我们课题组在之前所报道的杂化细乳液聚合方法基础上。我们不仅将环氧官能基团成功引入了磁性聚合物微球的表面,也通过进一步的种子乳液聚合法实现了对于表面官能团的密度的调控,并通过FTIR和微球表面Zeta电位分析对所制备微球的特性进行了表征。同时,基于反应动力学的研究,我们采取了动力学的控制手段(包括了交联剂的用量,反应时间的控制,反应温度的调节,磁性物质含量的控制)获得了系列形貌的磁性聚合物微球(包括了弥散型、核壳结构型、非对称结构型)。并通过TEM,TGA,DLS等表征手段对所制备磁性聚合物微球的性能进行了表征。其中,重点讨论了交联剂在反应体系中对于聚合反应速率的影响,以及其进而如何影响改变磁性聚合物微球的微观形貌。(二)本文采用种子乳液聚合法制备了表面带有羧基官能基团的系列磁性聚合物微球,研究了聚合过程中单体的溶胀时间对复合微球形貌以及磁性物质含量的影响。并通过TEM,TGA,DLS等表征手段对所制备磁性聚合物微球的性能进行了表征,微球的平均粒径为0.7~1μm,具有较好的单分散性,其中磁性物质含量为29 wt%~47 wt%。通过再次的种子乳液聚合法,对微球表面进行羧基功能化后,我们成功将其应用于化学发光免疫检测中,取得较好的应用结果。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-10
目录  10-12
第一章绪论  12-32
  1.1 磁性功能聚合物微球概述  12-19
    1.1.1 磁性功能聚合物微球的定义与分类  12-13
    1.1.2 磁性功能聚合物微球的特性  13-15
    1.1.3 磁性功能聚合物微球的应用  15-19
  1.2 磁性功能聚合物微球的制备  19-26
    1.2.1 传统单体聚合法  20-22
    1.2.2 改进的单体聚合方法  22-24
    1.2.3 杂化细乳液聚合  24-26
  1.3 磁性功能聚合物微球的形貌调控  26-30
    1.3.1 磁性聚合物微球形貌与应用的关系  26-27
    1.3.2 磁性聚合物微球形貌调控的方法  27-30
  1.4 本论文的研究目标及意义、研究内容及创新性  30-32
    1.4.1 研究目标及意义  31
    1.4.2 研究内容及创新性  31-32
第二章杂化细乳液法制备表面环氧化的磁性聚合物微球  32-60
  2.1 研究背景  32-35
  2.2 实验部分  35-39
    2.2.1 试剂与设备  35-37
    2.2.2 杂化细乳液法制备表面环氧化的磁性聚合物微球  37-38
    2.2.3 种子乳液聚合法调控磁性聚合物微球表面环氧基团  38
    2.2.4 测试与表征  38-39
  2.3 结果与讨论  39-59
    2.3.1 磁性聚合物微球的制备性能表征  39-43
    2.3.2 磁性聚合物微球表面环氧基团调控的表征  43-46
    2.3.3 通过交联剂调控微球形貌  46-57
    2.3.4 磁性聚集体的加入量调控磁性聚合物微球形貌  57-59
  2.4 本章小结  59-60
第三章种子乳液法制备表面羧基化的磁性聚合物微球  60-76
  3.1 研究背景  60-61
  3.2 实验部分  61-65
    3.2.1 试剂与设备  61-63
    3.2.2 种子乳液法制备磁性聚合物微球  63
    3.2.3 羧基功能化磁性聚合物微球的制备  63-64
    3.2.4 免疫磁性微球的制备与化学发光免疫检测  64
    3.2.5 测试与表征  64-65
  3.3 结果与讨论  65-72
    3.3.1 羧基功能化磁性复合微球的制备  66
    3.3.2 羧基功能化磁性复合微球的测试与表征  66-71
    3.3.3 溶胀时间对于磁性复合微球形貌的影响  71-72
  3.4 羧基化磁性聚合物微球在免疫检测中的初步应用  72-75
    3.4.1 研究背景  73
    3.4.2 检测原理  73-74
    3.4.3 磁性复合微球的在化学发光免疫检测中的应用  74-75
  3.5 本章小结  75-76
第四章全文小结  76-78
参考文献  78-82
附录一缩写词  82-84
硕士研究生攻读期间发表的论文  84-85
致谢  85-88

磁性功能聚合物微球的制备与形貌控制研究

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