聚合物-氧化鐵復(fù)合磁性微球的合成及應(yīng)用.pdf

1、磁性材料在藥物傳輸、免疫測(cè)定、磁共振成像、熱療、診斷、蛋白質(zhì)固定以及生物分子（蛋白質(zhì)、DNA、細(xì)胞、病毒、細(xì)菌等）的分離、純化和檢測(cè)等諸多領(lǐng)域取得了廣泛的應(yīng)用。磁性納米顆粒由于尺寸小，可以很容易的通過血液循環(huán)系統(tǒng)傳輸?shù)侥繕?biāo)組織，同時(shí)又有較高的比表面積，因而在藥物傳輸、磁共振成像對(duì)比劑增強(qiáng)和熱療等體內(nèi)應(yīng)用方面有很好的前景。而微米尺寸（0.1～5μm）的磁性微球則憑借著其分離快速，磁場(chǎng)強(qiáng)度要求低，磁場(chǎng)設(shè)備簡(jiǎn)單易得等優(yōu)勢(shì)在體外磁分離等方面深受

2、青睞。用于上述領(lǐng)域的磁性微球應(yīng)當(dāng)具有化學(xué)物理穩(wěn)定性、親水性、表面易功能基化、單分散性、超順磁性等特點(diǎn)。同時(shí)，微米尺寸的磁性微球作為生物實(shí)體的載體要走向?qū)嵱没€必須解決固載容量以及與生物實(shí)體溫和條件下連接等問題。
　　 在本研究課題中，利用沉淀聚合以及蒸餾-沉淀聚合的方法制備了一系列低交聯(lián)度的聚（甲基）丙烯酸微球，這些微球直徑在0.1～0.9μm；尺寸分布較窄；交聯(lián)度低，具有水溶脹性；表面潔凈，無穩(wěn)定劑等雜質(zhì)；含有大量的羧基可直

3、接用于鐵鹽絡(luò)合，是化學(xué)轉(zhuǎn)化法制備磁性微球的優(yōu)良載體。所形成的Fe3O4磁性高分子微球具有超順磁性，微球的形態(tài)、尺寸和分散性在沉淀磁顆粒前后沒有明顯變化，其磁性和鐵含量可通過重復(fù)沉淀的方法來進(jìn)一步提高，表面羧基可用于共價(jià)/電荷固載生物分子或化學(xué)修飾，因而具有廣泛的的應(yīng)用前景。
　　 為了提高微米尺寸的磁性微球的固載容量以及擁有可與生物實(shí)體在溫和條件下連接的基團(tuán)，我們將聚丙烯酸磁性高分子微球先與乙醇胺縮合，再與2-溴代異丁酰溴酯化，

4、從而使部分羧基轉(zhuǎn)化為ATRP活性基團(tuán)。然后通過ATRP聚合引發(fā)多種單體在磁球表面形成均聚物或共聚物刷，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果推測(cè)形成的聚合物刷的密度和鏈長(zhǎng)從內(nèi)到外成遞增分布。聚合過程是活性可控的。
　　 通過該方法形成的聚（甲基丙烯酸甘油單酯-r-甲基丙烯酸縮水甘油酯）聚合物刷[P（GolMA-r-GylMA）]含有大量的環(huán)氧基團(tuán)和二醇基團(tuán)，這些環(huán)氧功能基可在溫和條件下與生物分子共價(jià)結(jié)合，不需要預(yù)活化，極大提高了固載容量并減小了固載過程中

5、的活力損失。而二醇基團(tuán)則保證表層的聚合物刷在水溶液中處于伸展?fàn)顟B(tài)，以利于生物分子與環(huán)氧基團(tuán)的接觸，減少分散限制，同時(shí)提高生物相容性，減小蛋白質(zhì)的活性損失。該聚合物刷磁性微球融合了快速分離和高固載量的雙重優(yōu)點(diǎn)，因而在蛋白質(zhì)固定化方面有廣泛的應(yīng)用前景。
　　 青霉素G?；福≒GA）可催化青霉素G水解生成生產(chǎn)抗生素的關(guān)鍵中間體6-氨基青霉烷酸，性能優(yōu)異的固定化載體和高活性、高穩(wěn)定性的PGA對(duì)半合成抗生素工業(yè)具有重要意義。我們合成了一

6、系列P（GolMA-r-GylMA）聚合物刷磁性微球，詳細(xì)探討了其作為青霉素G?；篙d體的情況。研究發(fā)現(xiàn)PGA在甲基丙烯酸縮水甘油酯（GylMA）投料比例為40％～60％的微球上固定后具有較高的催化活性；固定蛋白總量以及催化活性均隨聚合物刷水分散性的降低而降低，隨鏈長(zhǎng)的增加而降低。固定后的PGA表現(xiàn)出了較高的熱穩(wěn)定性和耐酸堿性以及連續(xù)操作穩(wěn)定性。
　　 向磁球表面分別引入P（GolMA-r-DMAEMA-r-GylMA）、P（G

7、ylMA-r-DMAEMA）和P（GolMA-r-GylMA）三種共聚物刷（DMAEMA：甲基丙烯酸N，N-二甲氨基乙酯）。這三種聚合物刷磁性微球分別通過共價(jià)與離子協(xié)同作用，純離子作用，純共價(jià)作用三種方式對(duì)PGA進(jìn)行固定化。結(jié)果比較表明，同時(shí)引入環(huán)氧基和胺基的P（GolMA-r-DMAEMA-r-GylMA）聚合物刷磁性微球固定化PGA的活性和活性產(chǎn)率都最高，其固定化動(dòng)力學(xué)比只含環(huán)氧基的P（GolMA-r-GylMA）聚合物刷磁性微球的