基于SI-ATRP法的高分子/无机杂化分离材料的制备及其分离性能研究

摘要

高分子/无机杂化分离材料是最近几年发展起来的一种重要的吸附分离材料，表面引发原子转移自由基聚合(Surface-initiated Atom Transfer Radical Polymerization，SI-ATRP)是制备高分子/无机杂化材料的新方法之一。本论文以硅胶为基质，利用SI-ATRP技术制备了三种分离材料，并考察了其在生物大分子分离中的应用。所取得的主要成果如下：
　　 1.合成了高酸性、高配位性功能单体5-乙烯基四唑(VT)。在水介质中，利用SI-ATRP技术将VT修饰到大孔硅胶表面，首次制备了聚5-乙烯基四唑(PVT)/硅胶杂化分离材料。通过控制单体加入量，制备了三种不同分子链长的VT分子层。将合成的杂化材料应用于四种蛋白质混合物的阳离子交换色谱分离中。结果发现，合成的材料对细胞色素C、核糖核酸酶和肌红蛋白具有一定的分离能力，蛋白质的保留随VT链长的增长而增大。这说明，在用SI-ATRP技术制备固定相的研究中，可通过控制反应条件，制备不同吸附性能的固定相。
　　 2.在非质子有机溶剂体系中，利用SI-ATRP技术，将单体丙烯酸(AA)聚合到硅胶表面。元素分析结果表明，聚丙烯酸(PAA)表面接枝量为1.60 mg/m2。将合成的杂化材料同样作为阳离子交换色谱固定相，溶菌酶、细胞色素C、α-糜蛋白酶、核糖核酸酶和肌红蛋白等碱性标准蛋白获得了较好的分离效果。
　　 3.初步研究了以DMSO为溶剂，利用SI-ATRP技术将4-乙烯基苯磺酸钠聚合到大孔硅胶表面，制备磺酸基型杂化分离材料的方法。采用本文方法，制备的杂化材料聚4-乙烯基苯磺酸钠的表面接枝量较低，仅为0.27 mg/m2。以阳离子交换色谱模式，对溶菌酶、细胞色素C、α-糜蛋白酶、核糖核酸酶和肌红蛋白等碱性标准蛋白进行了分离，发现该杂化材料对蛋白质的分离效果较差。因此，该路线有待于进一步的研究和改进。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1前言

1.2活性／可控聚合及其分类

1.3原子转移自由基聚合

1.3.1 ATRP的机理

1.3.2 ATRP的单体

1.3.3 ATRP的引发剂

1.3.4 ATRP的催化体系

1.3.5 ATRP的溶剂

1.4表面引发原子转移自由基聚合

1.4.1 SI-ATRP发生的基底

1.4.2 SI-ATRP的一般路线

1.5 SI-ATRP在高分子／无机杂化分离材料制备中的应用

1.6本文的研究工作

参考文献：

第二章基于SI-ATRP法的聚乙烯基四唑／硅胶杂化分离材料的制备及其分离性能研究

2.1前言

2.2实验部分

2.2.1主要仪器

2.2.2试剂及纯化

2.2.3功能单体5-乙烯基四唑的合成

2.2.4单体VT解离常数的测定

2.2.5 SI-ATRP法合成聚5-乙烯基四唑钠／硅胶杂化分离材料

2.2.6高分子杂化分离材料的分离性能

2.3结果与讨论

2.3.1单体VT的合成与表征

2.3.2 VTpKa的测定

2.3.3 PVT／硅胶杂化分离材料的合成与表征

2.3.4高酸性、高配位性单体VT的ATRP聚合条件探讨

2.3.5杂化材料的分离性能

2.3.6 pH对蛋白保留的影响

2.3.7 PVT接枝量对蛋白保留的影响

2.4结论

参考文献：

第三章基于SI-ATRP法的聚丙烯酸／硅胶杂化分离材料的制备及其分离性能研究

3.1前言

3.2实验部分

3.2.1主要仪器

3.2.2试剂及纯化

3.2.3 SI-ATRP法制备聚丙烯酸／硅胶杂化分离材料

3.2.4聚丙烯酸／硅胶杂化分离材料分离性能

3.3结果与讨论

3.3.1聚丙烯酸／硅胶杂化分离材料的合成与表征

3.3.2聚丙烯酸／硅胶杂化分离材料的分离性能

3.3.3 pH对蛋白保留的影响

3.4结论

参考文献：

第四章基于SI-ATRP法的聚4-乙烯基苯磺酸钠／硅胶杂化分离材料的制备及其分离性能研究

4.1前言

4.2实验部分

4.2.1主要仪器

4.2.2试剂及纯化

4.2.3聚4-乙烯基苯磺酸钠／硅胶杂化分离材料的制备

4.2.4聚4-乙烯基苯磺酸钠／硅胶杂化分离材料的分离性能

4.3结果与讨论

4.3.1聚4-乙烯基苯磺酸钠／硅胶杂化分离材料的合成与表征

4.3.2杂化分离材料的分离性能

4.3.3 pH对蛋白的保留的影响

4.3结论

参考文献：

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致谢