壳聚糖微球表面印迹聚合物和沉淀聚合法聚合物微球的合成及应用

摘要

分子印迹技术是集超分子化学等多学科的优势发展起来的一门新型技术，利用此技术制备的聚合物(MIP)可以对目标分子具有特殊的识别性能和结合能力，在手性分离、固相萃取、生物传感器以及酶催化等领域有大量的利用。近年来分子印迹技术的研究热点为开发新的印迹材料，在表面印迹，印迹微球与印迹膜等。 第一章为前言，介绍了分子印迹技术的基本方法和最新进展。胆酸是人体内的重要的甾类化合物，通过肠肝循环在一些生理过程中起到关键的作用。胆酸及其衍生物因独特的甾环结构与两亲性，具有一些有趣的性质，在高分子合成、药物设计中具有重要的价值。设计制备高吸附和识别性能的胆酸吸附材料具有重要的意义和应用前景。本文着重于制备识别胆酸的表面印迹聚合物。 在第二章中，选用具有生物活性且具降胆减脂性能的壳聚糖为材料，以反相悬浮交联聚合法合成壳聚糖微球，然后在其表面接枝胆酸的印迹聚合物。考察了球的合成条件对球的形态与机械强度的影响，找到了粒径为200-400微米，具有一定强度的壳聚糖球的优化条件。考察了引发条件对球的接枝效率与接枝印迹聚合物的识别能力的影响，第一次采用预处理方法以减少非接枝的自聚物的生成。并进一步考察印迹的条件对表面印迹的壳聚糖球对胆酸的吸附能力，对其他胆汁酸、脂肪酸的选择性的影响。 然后对壳聚糖的氨基转化为季铵盐。通过一条合理的路线，得到在酸性和碱性水溶液中均可溶的壳聚糖大分子，以及季铵化程度为19.5％的壳聚糖球。季铵化后壳聚糖球对胆酸的最大吸附量达178.57μmol/g。将季铵化壳聚糖球进行表面印迹，吸附量有所提高，印迹因子为1.07。 在第三章中，使用沉淀聚合法合成了可用于印迹的高交联微球。沉淀聚合是一类均相体系中生成聚合物沉淀转为异相体系的聚合方法，在一定条件下能制备粒径单分散的微球。此法的独特特点是不使用分散剂，得到的微球表面光滑无杂质，并且粒径单分散于微米级。使用AIBN引发聚合，制备了粒径单分散的微米级的PDVB55和PEGDMA微球。发现PEGDMA可在微毒的醇类溶剂中得到，避免了毒性较大的腈类溶剂的使用，有一定推广的意义。 原子转移自由基聚合(ATRP)自1995年诞生以来，迅速发展成为当前最重要的活性/可控聚合方法，并且已经延伸到各种共聚、星形、超枝化、有机无机杂化、纳米等功能材料领域中。ATRP方法在悬浮聚合、乳液聚合等异相聚合体系制备各种微球已有较多报道，但在利用沉淀聚合等方法制备微米级单分散微球方面尚属于空白。 将ATRP方法用于沉淀聚合体系，在低的单体浓度，高的交联度，低的搅拌速度下得到粒径为2-5微米，粒径分布为窄分散的PEGDMA微球。经考察单体浓度可以高达6％，在更高的单体浓度下微球有聚并的现象。可与丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸甲酯，丙烯腈等单体在交联度高于40％情况下进行共聚，以在微球中引入各种功能单体。制备的微球表面含有双键，可将微球本身视为大分子单体而与其他单体进行聚合，得到微球表面接枝的聚合物。制备的微球表面同时含有ATRP引发基团，可将微球本身视为ATRP的大分子引发剂而在催化剂作用下引发ATRP聚合，得到微球表面接枝的聚合物。两种方法接枝丙烯腈时，接枝率约33％(mol)，但接枝效率较低，约为4％。此法制备的微球推测有比传统自由基聚合法得到的微球更均匀的交联网络和可改善的孔结构，为制备印迹微球和微球的表面印迹聚合物打下了基础。

目录

文摘

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第一章分子印迹及其新进展

第二章壳聚糖微球表面印迹聚合物的合成

第三章原子转移自由基沉淀聚合法制备微球

第四章全文结论

致谢

个人简历硕士期间论文与成果