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高稳定性磁性荧光多功能化聚苯乙烯微球的制备及其初步应用

李云红  
【摘要】:磁性荧光聚合物微球由于其既具备了聚合物微球大的表面积、粒径可控、易于分离、表面可修饰多种官能团等优点,又具备了磁性材料独特的超顺磁性和量子点优异的光学特性而受到普遍关注,并广泛应用于生物医学领域,尤其在编码技术、细胞分离技术、共振显像、药物筛选和靶向、疾病的检测和诊断等方面有广阔的应用前景。 本文研究了磁性荧光多功能化聚苯乙烯微球的制备,探讨了不同的因素和条件对微球结构及性能参数的影响,并实现了在免疫检测方面的初步应用。首先,以分散聚合和种子溶胀聚合的方法制备了粒径在1-15μm的羧基化聚苯乙烯微球,并对分散聚合与种子聚合的机理,反应条件对种子微球和目标微球粒径、形貌及性能的影响进行了探讨;通过蛋白吸附实验、酶联免疫反应和免疫荧光反应评价了微球的表面吸附能力、表面反应能力以及羧基的活性。其次,以传统溶剂溶胀法配合高温溶剂溶胀法制备了高稳定性的磁性荧光多功能微球,并对微球的磁性能及荧光性能进行了表征,对反应机理进行了探讨,并且评价了其在有机溶剂、不同pH缓冲液和水环境下的稳定性。最后,以制备的磁性荧光微球为载体进行免疫诊断,并通过荧光显微镜和流式细胞仪对免疫反应后微球的荧光光谱进行分析。 由扫描电子显微镜分析可知,制得的微球形貌规则、粒径均匀;流式细胞术分析表明,不同粒径的微球分属不同的点群并能够完全分开,因此可通过微球粒径差异实现编码。红外谱图和核磁谱图证明,在种子聚合中通过共聚甲基丙烯酸的方法成功在微球表面引入羧基,由电导滴定测得微球表面羧基含量为0.4mmol/g;蛋白吸附试验和免疫实验进一步证实微球表面羧基具有良好的反应活性。激光共聚焦显微镜图片显示,纳米粒子通过多孔微球的孔道渗入了微球内部且均匀分布。震动磁强计和分离效果图显示通过常温-高温法制备的磁性荧光微球具有良好的磁响应性,而荧光图片及荧光光谱表明微球的荧光强度较高,可满足实际需求;通过稳定性研究发现,磁性荧光微球稳定性良好,免疫反应实验证明磁性荧光微球能够稳定地结合抗原(人IgG),并且能够特异识别相应的抗体。 本课题的研究成果为液相生物芯片研发、微球编码技术和样品分离技术提供了重要的理论支持和实验依据,在生物识别和检测领域具有广阔的应用前景。


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