聚（N-异丙基丙烯酰胺）水凝胶微球的合成

论文摘要

PNIPAM水凝胶微球最常用的合成方法为沉淀聚合,但是对于各种反应条件对微球的影响并没有系统的研究过,微球的形成机理也很少有文献报道。本文在不同的搅拌速度、温度、引发剂的用量、交联剂的用量和反应物的浓度下合成了不同的PNIPAM水凝胶微球,研究了上述条件对微球的影响,并研究了微球的形成过程。在此基础上研究了高、低温两阶段合成PNIPAM的水凝胶微球的方法,并将带有双键的牛血清白蛋白(BSA)引入PNIPAM水凝胶微球中,为引入不耐高温的生物分子(例如:蛋白质、抗原、抗体等)奠定实验基础。在高温条件下,搅拌速度影响微球粒径的均一性,速度越快均一性越差,在200 r/min时能得到均一性较好的微球;随着温度的升高合成的微球的平均粒径逐渐变小,但是微球的均一性下降;随着引发剂用量的增加微球的平均粒径先变大后变小,其均一性随引发剂用量的增加而降低;随着交联剂用量的增加微球的粒径逐渐变小,微球的密度逐渐变大;使用不同浓度的NIPAM单体合成了350 nm ~950 nm范围内的微球,随着单体浓度的变大,微球的平均粒径也逐渐变大,而且微球的密度也逐渐变大;微球的形成过程是微球粒径逐渐长大和微球密度逐渐变大两个方面同时进行的。采用高、低温两阶段的方法,在不同高温反应时间下合成了400 nm~600 nm的PNIPAM的水凝胶微球。将带有双键的BSA引入微球中,并讨论了不同用量的BSA对微球的影响,由实验得知随着BSA的增加微球的平均粒径逐渐变大。实验研究了高温和高、低温两阶段两种方法合成的PNIPAM水凝胶微球粒径随温度的变化,先通过目测的方法确定PNIPAM水凝胶微球的LCST在32℃左右,再通过DLS测得微球的平均粒径随温度升高的变化曲线。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 温敏性水凝胶
• 1.1.1 水凝胶
• 1.1.2 温敏性水凝胶
• 1.1.3 温敏性水凝胶的分类
• 1.1.3.1 低温溶胀型水凝胶
• 1.1.3.2 高温溶胀型水凝胶
• 1.2 温敏性水凝胶微球
• 1.2.1 温敏性水凝胶微球的合成方法
• 1.2.2 无皂乳液聚合反应的增长机理
• 1.2.2.1 两阶段模型
• 1.2.2.2 三阶段成粒模型
• 1.3 PNIPAM水凝胶微球
• 1.3.1 PNIPAM水凝胶微球的合成
• 1.3.1.1 均质PNIPAM水凝胶微球的合成
• 1.3.1.2 核-壳结构水凝胶微球的合成
• 1.3.2 PNIPAM水凝胶微球合成机理的研究
• 1.4 PNIPAM水凝胶微球的应用
• 1.4.1 制备响应性光子晶体
• 1.4.2 药物释放
• 1.4.3 吸附分离蛋白
• 1.4.4 酶固定
• 1.4.5 开关阀
• 1.5 本课题研究内容
• 第二章 实验部分
• 2.1 原料、药品、设备及仪器
• 2.1.1 试剂及药品
• 2.1.2 设备及仪器
• 2.2 PNIPAM水凝胶微球的合成
• 2.2.1 高温合成PNIPAM水凝胶微球
• 2.2.1.1 不同搅拌速度下合成PNIPAM水凝胶微球
• 2.2.1.2 不同反应温度下合成PNIPAM水凝胶微球
• 2.2.1.3 采用不同用量的引发剂合成PNIPAM水凝胶微球
• 2.2.1.4 采用不同用量的交联剂合成PNIPAM水凝胶微球
• 2.2.1.5 采用不同浓度的反应物合成PNIPAM水凝胶微球
• 2.2.1.6 反应过程中PNIPAM水凝胶微球跟踪研究
• 2.2.2 高、低温两步法合成PNIPAM水凝胶微球
• 2.2.2.1 高温反应时间对两步法合成PNIPAM水凝胶微球的影响
• 2.2.2.2 低温下TEMED加入速度对PNIPAM水凝胶微球的影响
• 2.2.2.3 牛血清白蛋白（BSA）和N-丙烯酰胺琥珀酰亚胺（NAS）的反应
• 2.2.2.4 低温下带双键BSA共聚反应制备PNIPAM水凝胶微球
• 2.3 PNIPAM水凝胶微球的表征
• 2.3.1 PNIPAM水凝胶微球的TEM分析
• 2.3.2 PNIPAM水凝胶微球的DLS分析
• 2.3.3 PNIPAM水凝胶微球的LCST分析
• 2.3.4 PNIPAM水凝胶微球粒径随温度变化分析
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 反应条件对高温下合成的PNIPAM水凝胶微球的影响
• 3.1.1 搅拌速度对PNIPAM水凝胶微球粒径的影响
• 3.1.2 温度对PNIPAM水凝胶微球粒径的影响
• 3.1.3 引发剂对PNIPAM水凝胶微球粒径的影响
• 3.1.4 交联剂对PNIPAM水凝胶微球粒径的影响
• 3.1.5 反应物浓度对PNIPAM水凝胶微球粒径的影响
• 3.1.6 反应过程中PNIPAM水凝胶微球粒径的变化
• 3.1.7 PNIPAM水凝胶微球的合成机理的研究
• 3.2 高、低温两阶段合成PNIPAM水凝胶微球
• 3.2.1 高温下不同时间对PNIPAM水凝胶微球的影响
• 3.2.2 TEMED的加入速度对PNIPAM水凝胶微球的影响
• 3.2.3 低温下将带有双键的BSA加聚到PNIPAM水凝胶微球中
• 3.3 PNIPAM水凝胶微球的平均粒径随温度的变化
• 第四章 结论
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢