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磁性微球(MPM)是指通过适当方法使无机纳米粒子和有机高分子结合起来形成的一类新型功能材料。这种磁性微球除了具有高分子微球的众多的特性,可通过共聚和化学改性等方法赋予其表面多种反应性功能基(如-COOH、-OH、-CHO、-ArCH2Cl、-NH2等),可以接许多生物活性物质(如蛋白质、抗体、抗原等),还具有超顺磁性,能在外加磁场作用下方便迅速的分离。因此,自70年代以来,磁性微球作为一种新型的功能材料,在细胞分离、蛋白质提纯、免疫测定和靶向药物等诸多领域有着广阔的应用前景。 本论文在总结国内外有关磁性微球研究成果的基础上,以苯乙烯(St)、马来酸酐和丙烯酸等为共聚单体,采用改进的微悬浮聚合法制备了核/壳型聚苯乙烯磁性微球,并对其进行表面改性研究,探讨了超分散预处理工艺、反应温度、引发剂、表面活性剂、Fe3O4/St比等对合成的影响,对改性磁性微球的粒径、磁含量、磁性能、官能团含量等性能进行了表征,得到了单分散、强磁响应性和高蛋白质吸附容量的改性磁性微球,其中,羧基磁性微球其磁含量可达17.65%。到目前为止,以马来酸酐为改性单体,采用改进的微悬浮聚合法来制备羧基修饰的磁性微球,还未见文献报道。 在微量热研究方面,首先研究进行了硒和镉无机粒子对大肠杆菌生长代谢作用的微量热研究,通过对硒和镉对大肠杆菌生长代谢作用的热功率输出曲线进行分析,获得了药效等方面的信息。结果表明,将微量热方法用于研究磁性微球类化合物与蛋白质、细胞等的相互作用的研究具有理论和实际的指导意义。 在磁性微球的应用研究方面,本论文主要采用微量热法,结合紫外和荧光光谱法,研究了不同表面的磁性微球与牛血清白蛋白BSA的相互作用,探讨了磁性微球浓度、蛋白质初始浓度、吸附时间等因素对作用的影响;对美国bangs公司的磁性微球与BSA的相互作用也进行了研究。实验表明,改性后的磁性微球的蛋白质吸附容量大大增加,可达566.8mg BSA/g微球,远大于王胜林等制备的磁性微球对BSA的最大吸附量67.8mgBSA/g微球,与美国bangs公司生产的磁性微球的性能大致相当。而且,通过微量热法来确定磁性微球与BSA相互作用的机制与普通光谱法所得结果一致,但微量热法具有精确和直观、微量化和自动化、操作简便和耗材低等优点,能自动跟踪微球与BSA相互作用的全过程,得到了光谱法所无法得到的热力学和动力学信息。从不同角度研究磁性微球与白蛋白的相互作用已成为一个非常活跃的研究课题,但目前有关磁性微球与蛋白质相互作用的微量热研究,在国内外都尚未见报道。