论文部分内容阅读
磁性聚合物微球是聚合物与磁性纳米粒子结合形成具有磁性能和特殊结构的复合微球。磁性高分子复合材料除了具有磁性材料的特殊性质(如超顺磁性)外,还具有了聚合物的性质,而中空或多孔的结构使其具有较大的比表面积、较小的密度、较大的内部空间、表面渗透性好等特点。所以,此类材料在生物催化、药物缓释等方面有很好的应用前景。基于此,本文将核壳结构的磁性纳米粒子进一步改性,通过包覆羧甲基壳聚糖(CMCS)来增加磁性粒子生物相容性、水中分散性等。本论文主要以合成磁性中空纳米复合材料为主,同时对磁性中空纳米粒子进行改性使其具有多功能性；研究了该材料在药物缓释和固定化酶方面的应用。本论文的主要内容如下：1.本论文通过模板法制备了中空Fe3O4/SiO2微球。具体实验步骤为：首先通过分散聚合的方法制备了模板聚苯乙烯微球(PS),通过改变转速和乳化剂用量等因素来调整PS的尺寸,从而得到所需尺寸的模板。然后采用界面沉积法制备PS/Fe3O4复合粒子使Fe304均匀吸附在PS微球表面,再通过溶胶-凝胶法利用正硅酸乙酯水解得到了PS/Fe3O4/SiO2微球。最后通过高温煅烧使模板PS微球分解,而得到中空Fe3O4/SiO2微球。通过透射电镜、样品振荡磁强计、X射线衍射仪等仪器对中空Fe3O4/SiO2微球分别进行了形貌和性能的表征。结果显示,所制备的中空磁性粒子尺寸在400nm左右,尺寸均匀,具有良好磁相应性。2.用硅烷偶联剂3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)对中空Fe3O4/SiO2(HMS)微球进行表面改性,使HMS微球表面羟基被硅烷偶联剂的氨基所取代；在缩合剂和活化剂的作用下活化CMCS表面的羧基。利用氨基化的HMS微球上的氨基与CMCS表面上的羧基反应,制备了中空Fe3O4/SiO2@CMCS (HMS-CMCS)磁性复合微球,通过透射电镜、红外光谱仪、样品振荡磁强计等对其进行了表征,结果表明：该微球的粒径为400nm左右,经过冷冻干燥后有孔道结构,孔径大约为1-5nm,水溶液中分散性较好,磁响应性能较好。3.分别以HMS微球和HMS-CMCS磁性复合微球为载体,顺铂(CDDP)为模拟药物进行了药物释放研究,研究了该体系在pH=7.4的缓冲溶液中的缓释行为。结果表明：载体对CDDP的最大负载量分别为345μg/mg和206.5μg/mg,在连续释放的100h内,HMS-CMCS/CDDP体系释放量可达90%,而HMS/CDDP药物释放量仅为70%。总之,HMS-CMCS磁性复合微球缓释性能优异,具有明显的缓释效果,且环境稳定性强,有望用于靶向给药系统。4.以HMS-CMCS磁性复合微球为载体固定化果胶酶。研究发现,当固定化果胶酶的载酶量高达231.5mg/g时,载体本身能保持较好的稳定性。特别是固定化果胶酶有很好的pH和温度稳定性,能够在较宽的pH和温度范围内保持较高的酶催化活性。并且在4℃条件下放置40d后固定化酶的活性仍保持初始活性的40%左右,而游离酶的活性只有10%左右。