磁性高分子微球的合成及其用于脂肪酶固定化的研究
磁学作为一门真正的科学来研究始于17世纪，随着磁学技术的发展，磁性材料如今在生物学、材料学等领域正越来越多地得到应用。磁性高分子微球作为一种磁性分离载体，是从上个世纪七十年代开始发展起来的一种新型功能高分子材料。磁性高分子微球既具有高分子微球的表面特性，可以通过共聚、表面改性的手段赋予表面多种反应性功能基团（如：-COOH、-OH、-NH2），从而与生物活性物质具有较大的交联吸附能力；同时也具有对外加磁场的磁响应性，可以借助磁场对磁性材料施加作用力。本文合成了高分子磁性微球以及高分子磁性颗粒，并研究了两种磁性材料在脂肪酶固定化方面的应用，优化了磁性材料的合成条件。主要内容如下：
⑴利用化学共沉淀法、油酸改性相结合的“一步法”制备了均匀分散于有机相苯乙烯（St）中的Fe3O4油基磁流体。制得的Fe3O4纳米粒子的饱和磁化强度为72．60emu/g，Fe3O4的平均晶粒粒径为13．3nm。油酸改性反应中，油酸与Fe3+的摩尔比大于0．1时，可以形成油酸对Fe3O4的完全包覆。沉淀剂使用氨水得到的Fe3O4纳米微粒的饱和磁化强度优于使用氢氧化钠。
⑵采用悬浮聚合方法，以St-Fe3O4磁流体和GMA为共聚单体，以DVB为交联剂制备了P（St-GMA-DVB）高分子磁性微球，制备出的磁性微球呈球形，具有很好的分散度，具备较好的刚性。根据不同的搅拌转速和油水比可以制备出粒径可以控制的磁性微球，粒径范围为55-300μm，磁性微球的饱和磁化强度可达6．52emu/g，表面环氧基团含量可以达到17μmol/g。
⑶利用悬浮聚合制备的磁性微球应用于酵母脂肪酶的固定化，液体致孔剂正庚烷加入体积分数为5%时固定化酶活力达到135U/g，用体积分数为1%的改性剂KH-550改性磁性微球后，固定化脂肪酶的酶活力最高达到445U/g。实验结果也表明了戊二醛通过先交联再吸附的方式固定化脂肪酶优于先吸附再交联的固定化方式，最优的固定化时间为3小时。
⑷采用本体聚合的方法，以St、DVB为单体，以碳酸钙为致孔剂制备了大孔磁性载体材料，通过L9（34）正交试验得到直接吸附固定化酶活力的四个因素的最优水平组合为St和DVB的体积比为9：1、四氧化三铁的质量分数为2．5%、固体致孔剂碳酸钙的质量分数为1%、甲苯和正庚烷的体积比为4：1。载体先经乙二胺改性再用戊二醛复合交联的载体能够取得比较好的效果，固定化酶活力达到340U/g。
固定化酶;油基磁流体;磁性微球;悬浮聚合
北京化工大学
硕士
生物化工
谭天伟
2009
中文
Q814.3;O645.162
71
2010-01-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）