聚合物修饰的铁氧纳米粒子的合成及功能化研究

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铁氧纳米粒子由于其具有超顺磁性,且较易制备、成本相对较低,近年来已受到来自众多领域的研究者的关注。在铁氧纳米粒子表面使用聚合物进行修饰,能改变纳米粒子在不同溶剂中的分散性,将该聚合物本身特有的性质,如生物相容性、环境响应性等赋予纳米粒子,并能提供用于进一步修饰和功能化的反应位点。本论文对铁氧纳米粒子表面聚合物修饰的方法进行了较为系统的研究,在此基础上进一步的进行表面功能化,连接上具有某些特定功能的基团,从而制备出多种新的多功能磁性纳米材料,并有望在相关领域得到新的具有实际价值的应用。我们分别使用“graft from”、“graft to”和“graft through”策略,通过开环聚合(ROP)、可逆加成-裂解链转移聚合(RAFT)和普通自由基聚合等方法,将多种具有各自不同特性的聚合物修饰到铁氧纳米粒子的表面,并利用红外光谱、透射电镜、共振磁强计、热失重分析仪等分析手段对聚合物修饰的纳米粒子的制备过程、形态、磁性和表面有机物接枝密度等进行了详细研究和表征。在此基础上,我们根据实际的应用需求,利用聚合物主链或支链上的末端基团将需要的功能基连接到纳米粒子表面,并对制备得到的多功能磁性纳米粒子进行了功能和应用研究。结果表明,这些多功能磁性纳米粒子在药物的传输与缓释、荧光标记与示踪、肿瘤细胞的高热治疗、蛋白/酶的分离纯化和固定、环境污染物的吸附清除等领域有着广泛的应用前景。我们首次制备了表面麦芽糖功能化的磁性纳米粒子,该纳米粒子能作为麦芽糖结合蛋白和肝素酶A的融合酶(MBP-HepA)的分离纯化和固定化载体,固定酶后的纳米粒子能被用于工业中低分子量肝素的生产,起到简化工序的作用。在此过程中,该纳米粒子体现出了对酶的吸附选择性高、负载量高、固定酶后的分离简单快速、固定化酶的活性高、热稳定性明显提高、载体能循环使用等众多优点。另外,该方法可以发展为一种通用方法,所制备的功能化纳米粒子能用作各种MBP融合蛋白的分离纯化和固定化载体,因此,其未来的可应用领域相当广泛。
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