壳聚糖磁性微球的制备及其在酶固定化中的应用

论文摘要

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。蛋白质的磁分离是通过对磁性微球表面进行改性,共价结合目标蛋白质的配基或者采用物理吸附的方法进行磁性微球与蛋白质的结合,形成微球-蛋白质复合体,实现对目标蛋白质的分离。本文由四部分工作组成。一磁性纳米粒子Fe3O4和CoFe2O4的合成;二采用反向悬浮交联法合成壳聚糖磁性微球;三在合成的壳聚糖微球上连接异硫氰根基团;四将合成的带有异硫氰根基团的壳聚糖磁性微球与不带异硫氰根的壳聚糖磁性微球分别进行葡萄糖氧化酶的吸附试验,对比二者对葡萄糖氧化酶的吸附效果及其固定化酶的稳定性。本文合成了粒径分别为13 nm和20 nm的纳米磁性微粒Fe3O4及CoFe2O4,测定其二者磁滞回线得出Fe3O4磁性纳米粒子的比饱和磁化强度为34.19 emu/g,CoFe2O4磁性纳米粒子的比饱和磁化强度为54.19 emu/g。制备磁核为Fe3O4磁性纳米粒子的壳聚糖磁性微球平均粒径为27μm。而制备磁核为CoFe2O4磁性纳米粒子的壳聚糖磁性微球平均粒径为30μm。使用荧光光谱分析法分析壳聚糖磁性微球与对硝基苄溴反应的产物。对硝基还原产物采用红外进行表征,谱图结果表明硝基得到还原。IR谱图出现N=C=S的特征峰,证明了在壳聚糖磁性微球上连接上了异硫氰根。将合成的带异硫氰根的壳聚糖磁性微球与不带异硫氰根的壳聚糖磁性微球分别对葡萄糖氧化酶进行吸附对比,结果表明,二者皆在吸附3 h后达到饱和。带有异硫氰根磁核为Fe3O4的壳聚糖磁性微球的最大吸附率为83%,吸附量为8622 U/g。不带异硫氰根磁核为Fe3O4的壳聚糖磁性微球的最大吸附率为63%,吸附量为6296 U/g。带有异硫氰根磁核为CoFe2O4的壳聚糖磁性微球的最大吸附率为88%,吸附量为8895 U/g。不带异硫氰根磁核为CoFe2O4的壳聚糖磁性微球的最大吸附率为62%,吸附量为6401 U/g。将固定化葡萄糖氧化酶的带异硫氰根的壳聚糖磁性微球与固定化葡萄糖氧化酶的不带异硫氰根的壳聚糖磁性微球分别对其酶活性进行对比实验,结果表明,带异硫氰根的壳聚糖磁性微球用于固定化葡萄糖氧化酶具有更高的活性和稳定性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 磁性微球的结构和组成
• 1.1.1 磁性微球的结构
• 1.1.2 磁性材料的组成
• 1.1.3 高分子材料的组成
• 1.2 磁性微球的制备方法
• 1.2.1 无皂乳液聚合法
• 1.2.2 微乳液聚合法
• 1.2.3 分散聚合法
• 1.2.4 悬浮聚合法
• 1.2.5 原位法
• 1.2.6 反向悬浮交联法
• 1.2.7 化学转化法
• 1.2.8 沉淀生成法
• 1.3 磁性微球的应用
• 1.3.1 磁性微球在蛋白质纯化领域的应用
• 1.3.2 磁性微球在酶固定化方面的应用
• 1.3.3 磁性微球在药物靶向方面的应用
• 1.3.4 磁性微球在核酸分离方面的应用
• 1.3.5 磁性微球在环境检测方面的应用
• 1.3.6 磁性微球在食品工业方面的应用
• 1.3.7 磁性微球在免疫检测方面的应用
• 1.3.8 磁性微球在有机和生物化学合成方面的应用
• 1.4 本课题的选题意义与研究内容
• 1.4.1 本课题的选题意义
• 1.4.2 本课题的研究内容
• 第二章 磁性纳米粒子的制备与表征
• 2.1 仪器与试剂
• 2.1.1 实验仪器
• 2.1.2 实验试剂
• 2.2 实验方法
• 3O₄ 磁性纳米粒子的制备'>2.2.1 Fe₃O₄磁性纳米粒子的制备
• 3O₄ 磁性纳米粒子的表征'>2.2.2 Fe₃O₄磁性纳米粒子的表征
• 3O₄ 磁性纳米粒子的制备'>2.2.3 CoFe₃O₄磁性纳米粒子的制备
• 3O₄ 磁性纳米粒子的表征'>2.2.4 CoFe₃O₄磁性纳米粒子的表征
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 X 射线粉末衍射（XRD）分析
• 2.3.2 透射电镜（TEM）分析
• 3O₄ 磁性纳米粒子的表面基团'>2.3.3 Fe₃O₄磁性纳米粒子的表面基团
• 3O₄ 磁性纳米粒子的磁性能'>2.3.4 Fe₃O₄磁性纳米粒子的磁性能
• 2.4 本章小结
• 第三章 壳聚糖磁性微球的制备与表征
• 3.1 仪器与试剂
• 3.1.1 实验仪器
• 3.1.2 实验试剂
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 壳聚糖磁性微球的制备
• 3.2.2 壳聚糖磁性微球的性能表征
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 壳聚糖磁性微球的形貌表征
• 3.3.2 壳聚糖磁性微球的表面基团
• 3.3.3 壳聚糖磁性微球的热重（TG）分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 壳聚糖磁性微球与异硫氰根合成反应
• 4.1 仪器与试剂
• 4.1.1 实验仪器
• 4.1.2 实验试剂
• 4.2 实验方法
• 4.2.1 壳聚糖磁性微球与对硝基苄溴合成反应
• 4.2.2 硝基还原反应
• 4.2.3 还原产物与二氯硫化碳反应
• 4.2.4 合成产物的表征
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 壳聚糖磁性微球与对硝基苄溴合成产物表征
• 4.3.2 硝基还原产物表征
• 4.3.3 还原产物与二氯硫化碳合成产物表征
• 4.4 本章小结
• 第五章 壳聚糖磁性微球对葡萄糖氧化酶的固定化研究
• 5.1 仪器与试剂
• 5.1.1 实验仪器
• 5.1.2 实验试剂
• 5.2 实验方法
• 5.2.1 过氧化氢储备液的配制及最大吸收波长
• 5.2.2 过氧化氢溶液标准曲线的绘制
• 5.2.3 葡萄糖氧化酶活力测定
• 5.2.4 壳聚糖磁性微球对葡萄糖氧化酶吸附实验
• 5.2.5 固定化葡萄糖氧化酶稳定性实验
• 5.3 结果与讨论
• 3O₄ 的壳聚糖磁性微球对葡萄糖氧化酶的吸附'>5.3.1 磁核为Fe₃O₄的壳聚糖磁性微球对葡萄糖氧化酶的吸附
• 3O₄ 的壳聚糖磁性微球对葡萄糖氧化酶的吸附'>5.3.2 磁核为CoFe₃O₄的壳聚糖磁性微球对葡萄糖氧化酶的吸附
• 3O₄ 壳聚糖磁性微球固定化葡萄糖氧化酶活性对比试验'>5.3.3 磁核为Fe₃O₄壳聚糖磁性微球固定化葡萄糖氧化酶活性对比试验
• 3O₄ 壳聚糖磁性微球固定化葡萄糖氧化酶活性对比试验'>5.3.4 磁核为CoFe₃O₄壳聚糖磁性微球固定化葡萄糖氧化酶活性对比试验
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果
• 致谢
• 附表