磁性高分子微球的制备及在分析化学中的应用5555Word下载.docx

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三、磁性高分子微球的制备

四、磁性高分子微球的应用

五、磁性高分子微球研究存在的问题及展望

资料、数据、技术水平等方面的要求：

（1）要求查找相关文献，中文文献至少15篇，英文文献至少两篇；

（2）能够访问中文及英文科技文献数据库，并能够获得所需文献的原文；

（3）能够根据中、英文文献内容，对磁性高分子微球的基本特性、制备方法、开发应用、研究现状和在分析化学中的应用前景等进行归纳总结，要求篇章结构合理、条理清晰、论述充分；

（4）论文的格式符合青岛农业大学的规定要求。

发出任务书日期2012.5.20完成论文日期2012.12.2

教研室意见（签字）

院（部）院长意见（签字）

课程论文成绩评定表

学生姓名

专业班级

论文题目

指导教师评语及意见：

指导教师评阅成绩：

指导教师签字

年月日

评阅人评语及意见：

评阅人评阅成绩：

评阅人签字

总评成绩（以百分记）：

应用化学专业科研训练与课程论文开题报告

一、选题依据及文献综述内容

磁性高分子微球是指通过适当的方法使有机高分子与无机磁性物质结合起来形成的具有一定磁性及特殊结构的微球。

磁性高分子微球具有有机高分子材料的易加工和柔韧性，又具有无机材料的高密度和高力学性能和生产成本低、能耗少、无污染等优点。

磁性高分子微球的研究始于20世纪70年代，它除了具有高分子微粒子的特性外，还可通过共聚及表面改性等方法赋予其表面多种反应性功能基团（一0H、一CO0H、一CHO、一NH2、一SH等），其性质依赖于无机磁性物质、高分子化合物的性质及其复合机制，特别是不同的磁性物质展示出的磁性质多种多样。

磁性高分子微球已广泛应用于磁性材料、化学工程、生物工程、环境保护、有机与生化合成、隐身技术等方面。

近年来适应不同要求的磁性高分子微球已成为一个新的研究热点。

本文主要对磁性高分子微球的制备及在分析化学中的应用作一简单介绍。

参考文献

[1].MenagerC，CabuilV．Synthesisofmagneticpolymermicrospheres．JournalofColloidandInterfaceScience，1995；

169：

251

[2].魏衍超，杨连生．生物高分子磁性微球的制备、结构、性质和应用啊．磁性材料及器件，1999，30（6）：

18-21．

[3].李欣，李朝心，何炳林．磁性珠状纤维素制备工艺研究．离子交换与吸附，1997；

13（5）：

378

[4].邱广明，杨春雁。

孙宗华．单分散亚微米级磁性微球的合成叩．功能高分子学报，1996，9（4）：

565

[5].万惠文，张强，宋宏涛，饶微，聚合物磁性粒子的制各【J】．武汉工业大学学报，

1999，2l

（1）：

22-24

二、导师评语

指导教师签字：

三、教研室意见

教研室主任签字：

四、学院意见

负责人签字：

目录

1.引言7

2.磁性高分子微球的类型7

图17

3．磁性高分子微球的特性8

3.1表面效应和体积效应8

3.2磁响应性8

3.3生物兼容性和生物降解性8

3.4功能基特性8

4.磁性高分子微球的制备8

4.1共混包埋法9

4.2单体聚合法9

4.2.1悬浮聚合9

4.2.2乳液聚合9

4.2.3分散聚合10

4.2.4辐射聚合10

4.3化学转化法10

5．磁性高分子微球在分析化学中的应用10

5.1在电化学分析中的应用10

5.2在免疫分析中的应用11

5.3在分离分析中的应用11

5.3.1细胞分离与亲和提纯11

5.3.2固定化酶11

5.3.3催化剂分离12

5.3.4化工分离12

5.3.5核酸的分离13

5.3.6离子交换分离13

6.存在的问题及展望13

参考文献15

磁性高分子微球的制备及在分析化学中的应用

应用化学专业李小姣

指导教师赵艳芳

摘要：

在总结近年来国内外有关磁性高分子微球研究成果的基础上，简单阐述了磁性高分子微球的结构类型、特点、目前的各种制备方法、以及在分析化学领域的应用进展和展望，并指出了在当前高分子微球研究中需要解决的问题。

关键词：

磁性高分子微球；

制备；

分析化学；

应用

PreparationandAppliedofMagneticPolymer

MicrospheresinAnalyticalChemistry

StudentmajoringinAppliedChemistrylixiaojiao

InstructorZhaoYanfang

Absract：

Onthebasisofsummarizingtheresearcheffortsmagneticpolymermicrosphereworldwideinrecentyears,thepreparation,structureandpropertiesofpolymermagneticmicrospheresandtheirlatestapplieddevelopmentinanalyticalchemistryarereviewed.Theproblemsthatshouldberesolvedatpresentarealsopointedout.

Keywords:

magneticpolymermicrospheres；

preparation；

analyticalchemistry；

application

1.引言

高分子微球具有许多独特的优点；

比表面积大；

微球粒径大小均一且可控；

聚合物来源广泛；

可选择各种共聚功能单体和聚合工艺。

既可直接结合生物酶、细胞、抗体、药物、金属离子及有机物等，也可经过化学修饰后再结合，以满足不同的需要；

内部有磁性物质存在，在外磁场作用下可有效地富集、分离、回收和再利用。

特别因其具有磁性，可在外加磁场的作用下方便迅速地分离。

利用磁性高分子微球在外加磁场中的的特性的分离技术与传统的分离技术相比，该方法将分离与富集结合于一体，其较大的比表面积大大提高了分离过程中反应物之间相互作用的动力学速度，具有高效、快速、非玷污的优点。

磁性高分子微球已广泛应用于磁性材料、化学工程、生物工程、环境保护、有机与生化合成、隐身技术[1]等方面。

本文将对磁性高分子微球的制备及在分析化学中的应用作一简单介绍。

2.磁性高分子微球的类型

磁性高分子微球由两部分组成：

具有导向性的核层（磁核）和具有亲和性、生物相容性的壳层。

就目前国内外的研究状况，磁性高分子微球的类型按结构可分为四类。

即：

核—壳型、壳一核型、壳一核一壳型和镶嵌型（如图1）。

图1

核壳型是金属或金属氧化物组成核，高分子材料组成壳层；

壳一核型是高分子材料为核，磁性材料为壳层；

壳一核一壳型是结构的外层和内层均为高分子材料，中间层为磁性材料；

镶嵌型是磁性材料均匀地镶嵌于高分子微球的孔穴中。

3．磁性高分子微球的特性

磁性高分子微球越来越受到人们的关注，有着十分广泛的应用前景。

它主要有以下四个特性。

3.1表面效应和体积效应

表面效应是指超细微粒的表面原子数与总原子数之比随着微粒粒径变小而急剧增大，表面原子的晶体场环境与结合能与内部原子的不同，具有很大的化学活性，其表面能大大增加。

这是由于表面原子的周围缺少相邻原子而具有不饱和性，易于其它与原子结合而稳定下来，可见表面效应是一种影响化学特性的因素。

体积效应是指由于超细微粒包含的原子数减少而使带电能级加大，从而使物质的一些物理性质因能级的不连续性而发生异常，上述两个效应可具体反应在微球比表面积激增，微球官能团密度及选择性吸收能力变大，可以在细胞水平上产生有效的治疗，另外达到吸附平衡的时间缩短，粒子的稳定性大大提高。

3.2磁响应性

磁响应性即磁性高分子微球对外加磁场的反应。

具有磁效应可使生物高分子微球在外加磁场作用下方便的进行分离与磁性导向。

当磁性金属氧化物粒子的直径小于30纳米时，具有超顺磁性，即在外加磁场中具有强的磁性，没有磁场时磁性很快消失，从而磁性高分子微球在磁场中不被永久磁化。

利用此特性，在外加磁场作用下，磁性高分子微球可以方便地进行分离和磁性导向，便于操作和控制。

3.3生物兼容性和生物降解性

磁性高分子微球在生物工程，特别是生物医学工程中的应用有一个重要的方面就是要有生物兼容性。

多数生物高分子如多聚糖，蛋白质类具有良好的生物兼容性。

它们在人体内安全无毒，可降解，不与人体组织器官产生免疫原性，这种性质在靶向药物中尤其重要[2]。

3.4功能基特性

生物高分子有多种活性功能基团，如一0H、一CO0H、一CHO、一NH2、一SH等，也可连接具有生物活性的物质，如免疫蛋白，生物酶等。

4.磁性高分子微球的制备

就其制备方法而言，主要有共混包埋法、单体聚合法、化学转化法等。

4.1共混包埋法

共混包埋法是制备磁性高分子微球最早的一类方法，它是将磁性超微颗粒均匀分散于天然或合成高分子溶液中，通过交联、絮凝、雾化、蒸发等手段使高分子包覆在磁性颗粒表面，形成核壳结构的磁性高分子微球。

由于磁性Fe3O4为亲水性微粒，所以包埋的高分子一般也要为亲水性分子。

否则很难将磁性微粒完全包裹。

包埋法得到的磁性高分子微球主要是通过范德华力、氢键、配位键或共价键等作用，使得高分子链缠绕在Fe3O4颗粒表面，形成聚合物包被，得到磁性高分子微球。

Menager等[3]将双分子层膦脂膜包覆在纳米四氧化三铁颗粒表面制成80nm的磁性脂质体。

李欣等[4]将纤维素与，ŗFe2O3混合成磁性粘胶液，采用反相悬浮包埋法制得毫米级磁性珠状纤维素。

包埋法制备磁性高分子微球简单方便，且颗粒表面本身所含的活性功能基团得以保留。

但此法所得的磁性高分子微球颗粒大小难以控制、粒度分布宽、形状不规则、颗粒的磁性不均匀，且壳层中常含有乳化剂等杂质。

4.2单体聚合法

单体聚合法是在磁性微粒存在下，通过乳液聚合、分散聚合、种子聚合和悬浮聚合等方法，使磁性颗粒与聚合物复合成磁性高分子微球的方法。

该方法合成磁性高分子