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环境敏感性微凝胶对牛血清蛋白的吸附研究

李亚娜  
【摘要】:环境敏感性水凝胶是高分子凝胶的一种,它能够感应外界环境的变化并因此而发生相应的物理化学性质的变化。这些外界因素包括温度、离子强度、pH值、溶剂以及光、电、磁、压强等。近几年来,随着高分子科学与生物医药的交叉研究的兴起,由聚酰胺及其衍生物形成的环境敏感微凝胶因其具有一定的大小、交链结构、组成和生物相容性而最为引人注目,被应用于诸如生物活性标记、免疫隔离细胞移植、基因治疗和药物定位缓释等。 为了考察离子型微凝胶与蛋白质之间的相互作用机理以及蛋白质在微凝胶上的吸附/脱附,本研究采用间歇无皂乳液聚合法进行N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)与丙烯酸(AAc)的无规共聚物P(NIPAM-co-AAc)的制备。在合理设计的基础上,通过调节AAc单体含量、交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBAAm)用量及加料方式,制备不同温度、pH响应的核壳型P(NIPAM-co-AAc)微凝胶粒子,以利于蛋白质在其上的负载。 实验发现,所制备微凝胶粒子大小均一,单分散,直径约800nm,粒子表面羧基量随AAc加料量的增加而增加,且该微凝胶同时具有温度及pH敏感性。P(NIPAM-co-AAc)微凝胶的较低临界共溶温度(LCST)的大小与微凝胶聚合物中AAc及MBAAm的含量有关。AAc或MBAAm含量的增大都使微凝胶的LCST增大,这主要是由于聚合物中AAc及交联剂MBAAm的亲水性所致。而交联剂用量的增加同时增加了微凝胶网络中交联点密度,降低了网络尺寸,减少了对水的滞留能力,所以会使微凝胶的溶胀度变小,表现为透光率区间范围减小。此外,微凝胶的pH敏感性随聚合物中AAc含量的增加而显著提高,不含AAc的PNIPAM几乎不具有pH敏感性。 P(NIPAM-co-AAc)微凝胶对牛血清蛋白(BSA)的吸附量受环境pH值及盐浓度影响显著。低pH值及碱性条件下,微凝胶对牛血清蛋白(BSA)的吸附量较低,而pH3~5时,吸附量较大。这是由于在微凝胶与BSA之间静电、疏水及氢键共同作用的结果。外加盐会破坏微凝胶粒子与BSA间的静电相互作用,因而微凝胶对BSA的吸附量随离子强度的增加而降低。蛋白质脱附实验中发现,P(NIPAM-co-AAc)微凝胶对蛋白质的释放具有pH可调控性。酸性条件下(pH4)


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