超大孔聚丙烯酰胺晶胶微球的制备及其应用研究

【摘要】晶胶介质以其特有的孔径达数微米甚至数百微米的超大孔结构,越来越受到人们的关注,对晶胶介质的研究也日益深入。基于这种方法下产生的连续床晶胶层析方法是用具有超大孔的晶胶作为分离介质,可在高流速下从复杂料液中直接分离生物物质,实现了将离心分离、过滤、浓缩和产物捕集等几个分离步骤集成一步。晶胶微球则是基于晶胶溶剂致孔方法制备得到的超大孔聚合物微球材料,由于其特有的结构,在催化载体、固定化、吸附以及组织工程等方向上有着广泛的应用。本文把传统的反相悬浮法与结晶致孔法结合起来,形成了新型的制备超大孔pAAm晶胶微球的方法,制备出具有超大孔的聚丙烯酰胺晶胶微球,主要研究内容如下：首先,以丙烯酰胺(AAm)为单体,用反相悬浮法结合结晶致孔法制备了聚丙烯酰胺(pAAm)晶胶微球。考察了单体与交联剂浓度、溶剂用量、乳化剂量、搅拌转速以及冷冻温度对微球制备工艺的影响,实验表明,在单体与交联剂浓度为7%、有机相与水相质量比4：1、乳化剂用量为有机相2%、搅拌转速550rpm,冷冻温度-12℃条件下,制备得到的晶胶微球具有较好的形貌结构和粒径分布,微球粒径在50-400μm,孔隙大小在10-100μm,分布较均匀、连通性好。进而,通过两种不同的方法对晶胶微球进行功能化。第一种采用在晶胶制备过程中加入纳米添加物,有纳米二氧化钛和纳米碳化钨,制备得到pAAm和纳米颗粒的复合微球；另一种方法是对晶胶微球进行原位接枝,将2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙烷磺酸(AMPSA)接枝到晶胶微球孔隙表面上,得到了带有磺酸基团的阳离子交换晶胶微球。讨论了添加不同纳米颗粒质量对微球性质的影响,结果表明：添加纳米颗粒会影响到微球的制备过程,影响微球粒径的主要因素仍然是搅拌转速,微球的孔结构受添加物量的影响较小,得到的微球平均孔径范围比较一致。最后,分别以几种不同的微球为基础,考察微球在生物相容性、金属离子以及蛋白质吸附过程中的应用。结果表明,制备得到的晶胶微球具有较好的生物相容性,它的存在,几乎不影响大肠杆菌的正常生长,微球也具有一定的金属离子吸附和蛋白质吸附能力。
【作者】占晓勇；
【导师】姚善泾；
【作者基本信息】浙江大学，生物化工，2013，硕士
【关键词】晶胶微球；丙烯酰胺；反相悬浮；纳米颗粒；原位接枝；生物相容性；吸附；

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