（化学工程专业论文）无皂法亲和高分子载体微球的制备与表征.pdf

摘要 亲和高分子微球是指表而含有亲和配位分子或基冈的一类功能高分子微球， 它具有比表面积大、单分散性好、生物相容性能良好、易于分离和提纯等特点， 因此在生物化学及医学领域中具有广泛的潜在应用前景。无皂乳液聚合不仅能有 效地控制胶粒大小、表面形态及其特性，而且污染少，可制得清洁的胶乳，所以 以无皂乳液聚合方法制备生物医学用途的亲和高分子微球胶乳具有得天独厚的 优势。 本文以疏水性中体苯乙烯( s t ) 为主单体和一定亲水性的甲基丙烯酸缩水甘 油酯( g m a ) 或甲基丙烯酸羟乙酯( e h a ) 或甲基丙烯酸( m a a ) 为功能单体， 采用无皂乳液共聚合制备表面带有不同功能基团的高分子微球，并在前述微球表 面上采用化学结合方式嫁接降低表面效应的空间器分子制备得到亲和高分子载 体微球胶乳。论文着重对亲和高分子载体微球的合成制备工艺、表面功能化和分 析表征方法进行了实验和理论研究，主要出叫章组成，具体内容包括： 第一章主要介绍了亲和高分子微球的国内外研究进展状况，着重阐述了亲和 高分子微球的设计原理、微球载体的制备和表征方法以及生物活性物质的固定手 段等，同时也简要介绍了亲和高分予微球在生化分离、免疫诊断及药物载体等方 面的应用现状。另外，也分析讨沦了无皂乳液聚合的成核机理、制备方法和聚合 影响因素等。 第二章主要总结了沦文的实验工作，介绍了无皂乳液法制备各种亲和高分子 载体微球p ( s t o m a ) 、p ( s t e h a ) 、p ( s t m a a ) 的过程和表征方法，说明了新型空 刚器分子n h 2 ( p e o ) n h 2 的制备合成和微球一j ：的嫁接方法，也介绍了乳液的稳定 性、粒径大小及分布、表观形态和功能基团分布等的各种表征方法和红外及元素 分析等手段。 第三章主要分析讨论了实验结果。实验考察了苯乙烯( s t ) 和甲基丙烯酸缩 水甘油酯( o m a ) 的无皂乳液聚合体系巾的各种因素包括单体配比、引发剂种 类和用量、缓冲剂、加料方式等对乳液特性和表面官能基团浓度的影响特点，并 考察了体系的聚合动力学，总结了该无皂乳液共聚体系的动力学规律，得出平均 聚合速率( a v ) 与引发剂浓度( k p s 】) 呈指数关系。同时，筛选和优化可用于 亲和用途的含环氧基团的p s g 无皂乳液微球的制备工艺条件，实验制备了粒径 约3 0 0 n m 、粒径分布系数小于 m a a ) 相反。但它们在颗粒表面的分配情况却和亲水性一致。k s a k o t a 等1 5 3 1 分别讨论了a a 浓度及其巾和度对s t 无皂乳液聚合速度、体系稳定性以及羧 酸分布的影响。 c y a n 等【= ；4 】以k 2 s 2 0 r 为引发剂，合成p ( s t a l ) 无皂乳液，讨论- ( s t a l 不同比 例对聚合速率、粒径的影响，同时用电导滴定法测量胶粒表面的- - c h o 含量。 发现s t ：a l = i ：1 时的聚合速率最大，随a ll k 例增大，粒径增大。tb a s i n s k a 等1 5 ” 以k 2 s 2 0 8 为引发剂无皂乳液共聚合成p ( s w a l ) 胶乳，探讨了不同s t ：a l 配比对 p ( s f f a l ) 粒径及多分散性的影响，并比较p s 、p a l 及p ( s t a l ) 载过氧化酶后的 活性。发现随a l 比例增火，粒径减少，分散系数略有增大。 h t m n a i 等5 6 1 用丙烯酰胺( a a m ) 与s t 进行共聚，制备出稳定的无皂乳液， 并对胶粒表面性质进行了表征发现胶粒表面存在着一个被水溶胀或溶解的聚合 物层，其厚度随a a m 用量增大而增加。c h e n 等则对s t a a m 的动力学及成核机理 进q ? t 研究，认为粒子均通过“均相成核”机理形成，并按“核一壳”反应机理 增长。 ( 3 ) 离子型单体共聚制备无皂乳液 这类单体一般都因具有强亲水性基团如s 0 3 - y a + 而溶于水中，所以引发后， 反应在水相中进行，而不是在胶粒内部。由此合成的乳液微球，表面被离子基团 包围，电荷密度高，体系稳定，反应进度快，所以这已成为制各无皂胶乳的主要 手段。但不同的离子型单体具有不同的亲水性及反应性，成核特点、成核机理以 及所得胶乳的性质也各不相同。 这些共聚单体山于其结构特点，在反应时又产生了新的问题：如果生成的齐 聚物自由基被已存在的胶粒“捕获”之6 n 即彼此发生终止反映，便生成了水溶性 分子，除浪费了功能性单体外，这些“死聚物”还会影响到体系的稳定性。许多文 献结果均表明，只有很少离子型单体结合在微球表面，大部分因生成聚电解质而 在水相中浪费掉网。 为解决这个问题，d rg r e e n e 等人【9 6 】首次将反应性乳化剂 浙江人学岫l 学位论文 n 4 a s 讲3 ( c h 。9 - 四m 2 * 0 0 0 n 4 n f i c o ( d - i - - , c h 2 与s t 、b d 进行共聚，制得了稳定的高分子微 球，并应用于胶体化学的研究。后来，s a c h e n 等人1 5 9 研究了n a u i 【c h 2 = c h ( c h 2 ) 8 c o o c h 2 c h 2 s 0 3 n a 参加的无皂乳液聚合过程，并与n a s e m 进行 了比较，发现n a u i 具有更好的稳定作用。但并非所有反应性乳化剂参加共聚均 可制得稳定的乳液，对于a u n a c h 2 = c h c o n h ( c h 2 ) 1 0 c o o n a l ，体系中仍有大 量电解质生成。 ( 4 ) 无皂乳液聚合的改进 通过加入不同的功能单体进行共聚，可以制备表面带有各种官能团的表面功 能化高分子微球。但实验发现，功能单体在微球表面的分布量与所用功能单体的 种类，共聚条件等有很人关系。因此为了提高功能单体单元在微球表面的分布， 提 了许多改进方法，如添加助剂法、种子聚合方法等。 a 、加入助溶剂制备无皂乳液 为了提高单体在水介质中的溶解度，可在体系中加入种有机溶剂作为助溶 剂，但该有机溶剂对聚合物而言却又必须是非溶齐。一般可采用甲醇f c h 3 0 d ， 或丙酮( c h 3 c o c h 3 ) 作助溶剂。yc h o n d e 等人在s t n a s s 体系中加入甲醉，提 高了胶粒的单分散性。m o k u b o 等人1 6 刁在s t 体系中加入丙酮做助溶剂，结果发现 提高了反应速率及转化率。 b 、加入无机粉未 y a m a g u c h i 等人存m m a 加入无机粉禾，提高了聚合速率，这是由于提高了 反应场所的单体浓度所致。 c 、加入相转移催化剂 程纪渝等人将相转移催化剂18 一冠一6 加入苯乙烯体系进行无皂乳液聚合， 使之与水溶性引发剂k 2 s 2 0 8 中的离子络合，然后与8 0 4 形成离子对，溶于油相 而引发聚合，结果大大加快了聚合速率，提高了最终产品的固含量【6 3 】。 d 、种子聚合 所谓种子聚合是指首先合成单分散的乳胶粒用作种子，经过反复的溶胀、聚 合使之长大。张小琴等人利用改进的种子聚合法合成了粒径大于3 微米、粒度呈 单分散的交链聚苯乙烯微球。 浙江人学硕1 学位论史 2 1 2 4 无皂乳液聚合体系的稳定性 由于无皂聚合体系中无外加乳化剂，聚合过程和存储过程中聚合物粒子的稳 定性差，因此固含量一般较低，不高于4 0 ( w t ) ，大规模应用于涂料和粘合剂中时 还存在一些问题。如何提高无皂乳液的稳定性特别是高固含量无皂乳液的稳定性 是当今无皂乳液聚合研究的重点【6 4 】。提高无皂乳液稳定性的途径通常包括以下 几个方面： 1 1 利用聚合物链末端的亲水性引发剂碎片。 2 ) 在乳胶粒表面引入活性物质，从而降低油( 乳胶粒) 一水( 介质) 两相 之间界面张力。 3 ) 提高乳胶粒表面的电荷密度。 4 ) 在乳胶粒表面引入亲水性物质。 5 、调整聚合反应的分散介质。 6 1 选择适当的无皂乳液制备工岂。 还可采用种子聚合技术65 1 、两步聚合及适当提高聚合温度、搅拌速率等， 这些方法均可提高无皂乳液的稳定性。 如前所述，无皂乳液聚合对于合成亲和高分子微球具有显而易见的优点，胶 粒分散均匀且呈规则球状，表而清洁可带多种功能基团，因此无皂胶乳作药效分 离的载体有无可比拟的优势。 2 1 3 功能基团的接入及转换 采用多元共聚法制备亲和乳胶微球时，功能单体的选择对于无皂乳液聚合微 球表面特性非常重要。由于各功能基团的活性有所差异，用于固定生化物质时需 要先进行活化发应。表1 2 总结了多种表面功能基团的功能单体及其固定反应的 特点。 此外，以e h a ( h y d r o x y e t h y l m e t h a c r y l a t e ) ，a p p ( a c r y l o y l p i p e r i d i n e ) ，a p r ( a e r y l o y lp y r r 0 1 y d i n e ) 和n i p a m ( n i s o p r o p y l a c r y l a m i d e ) 为共聚单体还可以制得 温敏型的高分子微球其溶胀能力、流体力学尺寸、电泳淌度、分散稳定性、壳 层的渗透能力、蛋白质吸附量等特性会随着温度的改变而发生不连续变化，使得 分离和提纯的操作更加简便。 浙江大学硕 一学位论文 表12 多种功能基团的制备及共价结合环境 t a b l e1 2v a r i o u sf u n c t i o n a lg r o u p s p r e p a r a t i o na n dc o v a l e n ti m m o b i l i z a t i o nc o n d i t i o n + 活化是指由于功能基团对生物活性物质的相容性较苇，将其与活性较强的试剂反应， 咀提高基团生物活性的一种处理方法。 当共聚法不能直接接入所需功能基幽时，可以通过微球表面功能基团的转变 来实现。图1 3 列示了是几组功能基团的转换。 2 2 生物活性物质的固定 在高分子微球载体的功能基团上固定与目标物质有对应配位特性的生物活 性物质，即可制得亲和高分子微球。选用的生物活性物质要求易于固化在载体上， 又能从载体上脱离出来。生物活性物质与对应的目标物质具有特定的亲和配位 性，吸附反应具有高度特异性，这种特异性体现存如下两个方面： ( 1 ) 在多种物质的竞争吸附中，它会优先吸附特定目标物质； ( 2 ) 它对这种目标物质的吸附具有高度的特异性，即它是通过其特有的作 用部位( 生物活性作用点) 与该目标物质的相应部位发生作用的。这种特异性作 用通常被喻为“钥匙和锁”的关系【7 ”。 目前，将生物活性物质同定在高分子微球载体上的方法包括：吸附法、共价 偶联法、交联法和包埋法等76 1 。其中吸附法可细分为物理吸附法和离子吸附法。 共价结合法是以共价键方式将生物活性物质固定于微球表面，这种固定方式键合 浙江入学坝l 学位论爻 牢固、使用周期很长，而且可设计为定向结合，因而已逐渐成为当前研究的热点 【7 7 j r n h ， r s h r r n n h r n h ， r - n h f o c h ，b r 瞄13 微球表面功能基团的转换 f i g u r e1 3c o n v e r s i o no f f u n c t i o n a lg r o u po nt h es u r f a c eo f m i c r o s p h e r e s 有些功能基团如一c h o 、c h 2 c i 、酸酉干和坏氧基团等可与生物分子的- n h 2 、 一o h 等反应而直接偶联，其余功能基冈则还需要一个活化处理的过程。活化的方 法有很多，主要有重氮形成法、酸酐形成法、碳二亚胺法、酰氯法、烷基化或芳 基化法、重氮化法、异脲健合法( 异硫氰酸法、溴化氰法、氰脲酰氯法) 等【7 6 1 。 参与共价结合的氨基酸残基膨当是生物分子活性所非必需的，否则会导致生物分 子活力损失。例如羟基须先以溴化氰( c n b r ) 活化，j 能吸附生物活性物质，j t k a d o n a g a 和r t i j i a n t 7 8 j 于艮道了在溴化氰的作用下，利用转录因子一粘合物( 粘 结剂) 分离纯化出转录因子( t r a n s c r i p t i o nf a c t o r s ) 。而以胺基一环氧基吸附了d n a 的胶乳微球能用于转录因予的纯化。l n o m a t ay 等1 8 哿环氧基团直接用于固化生 物活性物质，无需绎过c n b r 活化，应用实验表明世能达到吸附分离d n a 的效 果，如图1 4 所示。 器| 一 浙江人学硼士学位论文 a c n l l r 激活 b 环氧基直接结合 爹v c - - c l ( ： 爹飙一 爹 n h - - d n a 孙c c 爹如一 h h d n 爹嚣l ， 亡m o 南拄一p 图14 羟基与环氧基嫁接生物活性物质的过科对比 f i g u r e1 4c o v a l e n ti m m o b i l i z a t i o no fr e a c t i v eb i o m a t e r i a lo n t oh y d r o x i d ea n de p o x yg r o u p 2 3 空间剂的引入 生物分子共价结合于载体时，由于其体积庞大，易受卒白j 位阻而影响其活性， 这使得微球上固定生物活性物质的量受到较大限制。a e l a i s s a r i l l w ，yi n o m a t a 和m y a k u pa r i c a 7 0 1 等人采用在载体上连接一个一定长度的两端都是氨基或环 氧基的化合物，来锁住d n a ，如图15 所示。这种化合物常被视作空间剂。 在固定d n a 前，先利用空问剂将微球的官能基团加长，使载体表面更柔软， 以适应活性物质空间结构，并能减小空涮位阻效从而保留其活性，吸附后的稳定 性也得以提高。常用的空问剂有戊二醛、e 一氨基己酸、1 ，6 一己二氨、乙二醇 双缩水环氧丙基醚( 护、o 、o 一d ，简称e g d e ) 。任广智m 1 研究发现空 间荆的臂长直接影响到固定化酶的活性性能。 善，h一0 ； 狻砑歹 c ；ok 文争 浙江大学硕i 学位论文 。刖h 普。型h 幽1 5 增加空间剂川来定d n a f i g u r e1 5i m m o b i l i z ed n aw i t hs p a c e - a r m 3 亲和高分子微球的应用 表1 3 列举了各种尺寸的高分子微球在生物医学领域的应用情况【7 6 1 。通过不 同的方法可以制得不同尺寸、不同表面结构和形态的微球体，以满足不同的应用 要求。 表13 高分子微球在生物医学方面的戍川 t a b l e1 3p o l y m e rm i c r o s p h e r e s a p p l i c a t i o ni nb i o m e d i c i n e 生物化台物粒径( i i i )微球的府川 蛋白质 病毒 一o 1 j 噬菌化验 细菌 一- 。1 7 雨蠹 细胞 浙江凡学坝1 学位论史 利用生物活性物质与目标物质问的亲和配位关系，亲和高分子微球才能吸附 并最终分离出目标物质。存在亲和配位特性的对应生物体较多，有如： d n a r n a ，结合蛋白质一被结合蛋白质，药物分子一受体蛋白质，抗原一抗体， 配体一受体，外源凝集素一糖等”1 。利用这些特定的对应的亲和配位性，亲和 高分子微球也具有多种用途，如图16 所示。 幽16 儿种f j 刚的亲利微球 毽一 抗体一抗原 d n a d n a 受体蛋广 质 d n a d n a 、r n a 配体一受体 f i g u r ei 6s e v e r a lk i n d so f a v a i l a b l ea f f i n i t ym i c r o s p h e r e s 3 1 生化识别分离 生化结合一被结合分子之间的亲和配位是生物体固有的特性之一，以微小 高分子微球为载体，并在其表面的功能基团上嫁接对特定配位分子具有亲和配 位的生物活性物质，制成的亲和高分子微球功能材料可以高效且安全地用于生 化分子的识别分离，例如提纯蛋白质1 6 1 ，f 8 0 1 。 j t k a d o n a g a 【7 8 j aa s a i 8 1 1 等人研究比较了表面带d n a 的微球吸附分离法与 以带d n a 的琼脂糖凝胶做成柱体的亲和性柱式色谱分析法，前者是在溴化氰的 环境下通过胺和羟基的偶合将带育识别信息 y , j d n a 嫁接于基球上，并用于吸附 分离a t f 及e 4 t f 3 等转录因予。后者体系中，d n a 是在碳二亚胺的环境下通过链 末端的磷酸与琼脂糖的羟基耦合。比较二者结果冠示，微球的吸刚的e 4 t f 3 浓度 是使用琼脂糖凝胶树脂的6 倍之多。司见在纯化转录凼子的效率和加j 一性方面， 吸附d n a 的胶乳微球大大优于吸附d n a 的琼脂糖凝胶柱体。这种亲和胶乳微球 在纯化酸性蛋白质的过程中的表现也明显优于凝胶柱体，这要归功于高分子微球 1 6 斯江人学坝【学位论史 的高比表面积。 y l n o m a t a ，t w a d a 等人【i s 以苯乙烯( s t ) 和甲基丙烯酸缩水甘油酯( g m a ) 为单体，分步制得亲和乳胶微球，并应用于d n a 的吸5 f 、j 和转 凶- t ( t r a n s c r i p t i o a f a c t o r s ) 的纯化。m u h l e n 以类似的疗法，利用维生素一抗生素粘合也成功地 将d n a 的固定链术端固定在高分了微球上。 m t 。c h a r r e y r e ，o t c h e r k a s s k a y a 等人例通过在微球的表面结合一对能量施 体，并在d n a 链段的末端结合一能量受体。借助二者、日j 的能量传递可以测定固 定的d n a 自由术端的位置，从而确定微球上吸附的d n a 构形是否稳定，d n a 链 是否扩充到水相中。但值得注意的是，此方法中d n a 链段术端与微球表面的距 离均大于5 n m 。 亲和高分子微球对生化分了有着很强的选择性。例如：带硼酸的亲和胶乳可 从一系列糖类中对顺式二醇醣类进行有选择的吸附8 4 1 。因硼酸与顺式二醇基问 具有较强的亲和力。bg e b b e n ，z h a n gt h 【85 j 用种子乳液聚合的方法将c i b a c r o n b l u e ( c b ) i n 定于内核疏水外壳亲水的乳胶微球上。c b 的结构相似于烟碱腺噪呤 二核苷酸，对血清白蛋自( b s a ) 存存着较强的亲和力。利用这种微球从b s a 与 i g g 等的混合物中成功地吸附 h 钝性的b s a ，内核中的羟基即是结合点。 3 2 免疫载体 近年，亲和高分子微球已被用作免疫载体应用于生物的免疫力测试。生物的 免疫体系在受到抗原侵入生物体时由淋巴细胞会产生的一种对应的蛋白质( 即 抗体) 保护生物体抗原免1 ：侵略者的侵害。这个过程的关键在于抗原和抗体能 高效率和高选择性地形成构型相互结合。系统中形成的抗原一抗体络合物的数量 与抗原分子的数量成比例。最仞混合物中的抗原数嚣可由络合物的某些特性的变 化而决定。由于抗原和抗体的吸光度是同定的，通过测量光散射程度就能确定抗 原的浓度8 6 i 。 随着抗原一抗体络合作用的进行，载体的表观大小也会随之改变，通过测量 大小变化的程度进而可以得出络合反应的进行程度。免疫胶乳诊断试剂币是基于 这一原理，将抗体或抗原( 通过物理吸附或化学键合的方法) 固载于胶乳微球载 体表面制成的。通过胶乳凝聚测试法，能够检测出体系中对应的抗原或抗体浓度。 免疫胶乳凝集法能简便、快速、灵敏的进行免疫测定。即使抗原浓度小于l 浙江人学坝l 学位论义 n m l 也能察觉出。因而己在临床化学分析上展示出了强大的生命力，并己得到 广泛应用。目d 口，对于免疫胶乳渗断试剂所用的载体胶乳微球的合成及性能 亟待进行更深入的研究。 3 3 d n a 诊断 诸如x r a $ 基冈突变常发q i 在胰腺癌、直肠癌和肺癌的初期，检验出基因的 异常情况对检测出早期癌症是极为重要的。亲和高分子微球固定d n a 、配位体 或激素类等生物组分后，能用于各种生物特性的诊断。 带单链d n a 的亲和高分子微球能捕捉与它相对应的d n a 或r n a 。m t s u n e z u k a t 9 0 1 将t y m i n e 2 0 m e r n 定在胶乳微球上，并成功地从r n a 混合物中提纯 出m r n a 。f h i r o s e ，my a m a b u c h i 等人【9 1 1 已得出一种能固定活性或非活性d n a 的可靠方法，即在固化之前，将双链d n a 在酶的作用下变成一端为单链而另一 端则钝化。携带活性d n a 的微球能成功地纯化对应的非活性r n a 。带有与d n a 突变体互补的d n a 的亲和高分子微球能用于突变d n a 的检测。 使用亲和胶乳微球来诊断d n a 的研究重点主要有：( 1 ) 微球的设计以适合的 携带d n a ：( 2 ) 选择适当的d n a 链长以吸刚；( 3 ) 以适当的模式进行吸附：( 4 ) 找 出最灵敏的方法和环境来吸刚d n a 。其中( 2 ) 叮以通过比较在缓冲液中对应体和 原有d n a 问的束缚力束决定。 3 4 药物载体 e k u c h 早在1 9 0 6 年就提出了靶向给药的设想。通过将药物与微球载体连接制 各药物一载体结合物，以改善和控制药物存体内的转运和代谢，从而实现缓释给 药和定向给药，提高生物利用度和治疗指数，这已成为现代药物研究领域的一个 新分支f 蚓。 药物传递系统( d d s ) 的要求有：( 1 ) 载体分子量大，药物能较长时间的固定于 携带点；( 2 ) 药品能从载体中慢慢地释放或可控的扩散出来，也可由载体本身分 解而得；( 3 ) 对p h 值敏感或特定酶敏感的偶联键以定量、定位释放原形药物。但 l y p o s o m e s 和微胶囊的低机械力使得在实际中应用较少，而高分子微球则有着充 足的力量和耐久性。已有越来越多的药物将高分子微球选作药品载体。 到现在为止，被选作载体微球的材料主要是一些能从生物中分解出来的蛋 白、凝胶等，以及合成高分子材料如聚乳酸、聚羟基乙酸、聚氰基丙烯酸盐等。 浙江人学倾l 。学位论工 烯类聚合物和其他合成聚合物虽然能持久地在物体中存在很长的一段时间，但在 实际应用得很少。 3 5 其他用途 亲和高分予微球在其他领域中也有广泛的府用前景。例如在废水综合处理 中，对废液中的会属进行固定螯台是处理过程中最重要的一步。通过在高分子微 球上嫁接的功能基团对重金属的识别功能和亲和配位性，能将重金属从废水中辨 别并吸附于其上，经释放和纯化而得到分离并回收。ed u r u 9 5 1 以p m m a 为基球 p e i 为吸附功能基团，在p h 值为3 o 7 0 环境中，对c d ( | i ) 、c u ( i i ) 和p b ( i i ) 的 分离效果进行比较，发现在p h = 5 5 时，对3 6 9 m o l g 的c u ( i i ) ，4 6 9 m o l g 的c d ( i i ) 和4 2 1 t m o l g 的p b ( i i ) 都能辨别和分离出来。微球吸附法较于普通方法有极高的 灵敏性，这在去除微量会属的领域具有重要的意义。 4 选题的目的和意义 如自口所述，功能高分子微球应用前景诱人，在食品、化工、坏境监控、特别 是生物医学等方面的需求h 益增加。而乳液聚合特别是无皂乳液聚合除环境污染 少外，还能有效地控制胶粒大小、形态及其表面性质，可制得分散均匀且呈规则 球状、表面清洁且可带多功能基团的胶粒，因此无皂胶粒用于生物医学有得天独 厚的优势。 生物活性物质存功能高分子微球卜的固定，不论是物理吸附还是共价偶联， 影响其固载量及活性的关键因素之一是微球表面的h l b 值。因此选择聚合体系 合条件、制备有合适的表面h l b 值的无皂胶粒载在实际应用中意义重大。 对于无皂乳液聚合，用功能单体参加共聚已成为制备无皂胶乳的主要手段， 但不同的功能单体具有不同的反应行为。到目前为止，国内对无皂乳液共聚研究 还不是很详细，特别是功能单体为甲基丙烯酸缩水甘油酯( g m a ) 的合成与应 用更是彬齄粗 本课题选择疏水性的s t 和有一定亲水性的m a a 、e h a 、g m a 单体进行无 皂乳液共聚合，探讨s t g m a 配比、加料方式、引发剂浓度、反应时间、反应温 度及p h 缓冲剂量对聚合速率、胶粒形状、大小及分散性、功能基团的分布、乳 液的稳定性的影响，并划比了s t 分别与e h a 、m a a 、g m a 三者共聚体系的聚 合动力学及所得p s e 、p s m 、p s g 乳胶微球的各项性能，为制备不同应用要求的 微球提供选择依据。 本文对空间剂的制备及选择l 也进行了研究。由聚乙二醇( p e o ，分子量 2 0 0 4 0 0 ) 自制两端基均为n h 2 的空间剂n h 2 ( p e o ) n h 2 ，并成功嫁接于聚( 苯乙 烯一甲基丙烯酸缩水甘油酯) 基球( p s o 基球) 表面的环氧基上。对不同链长的 空间剂的嫁接效果进行剥比，得出空问剂链长对生物物质活性的影响。 浙汀人学坝l 学位论爻 第二章实验部分 1 主要原料及其预处理 1 1 实验原材料 表2 1 试剂及其规格 t a b t e21 r e a g e n t su s e di nt h ee x p e r i m e n t s 化学品等级 产地 苯乙烯( s t )分析纯上海凌峰化学试剂有限公司 丙烯酸羟乙酯( e h a ) 分析纯上海康黎特贸易有限公司 甲基丙烯酸( m a a ) 分析纯中国五联化 ：厂 甲基丙烯酸缩水甘油酯( g m a )化学纯苏州光福台成材料厂 去离子水( d d i w , h 2 0 ) 高化所自制 过硫酸钾( k p s ) 分析纯上海爱建试剂厂有限公司 中性p h 缓冲剂( p h = 68 6 ) 爱建德赛( 上海) 引发剂有限公司 2 , 2 偶氮异 脒盐酸豁( v 5 0 ) 分忻纯购丁白炙威 n a o h 分析纯航州化学试剂有限公司 t t 2 s 0 4 ( 9 5 9 8 ) 分析纯 杭州人方化学试剂厂 h c i 化学纯杭州化学试剂有限公司 聚乙_ 二醇( 分子革2 0 0 、4 0 0 ) 化学纯上海浦尔高南化r 厂 吡啶分析纯 上海凌峰化学试剂有限公司 氯化亚砜( s o c l 2 ) 化学纯上海关化化】：有限公司 浓氨水( 2 5 2 8 ) 分析纯杭州人方化学试剂厂 1 6 - - 己二胺 分析纯国约集团化学试剂有限公司 k 1分析纯 杭州萧山化学试荆厂 浙江大学舰 学位论文 一一 i 2 单体的预处理 本实验中的苯乙烯需要进行预处理，去除阻聚剂后再使用。 对s t 先以质量浓度约1 0 的n a o h 溶液进行碱洗，静置分层，保留有机层， 重复三次后，用大量去离子水d d i w 洗至中件附近，再经减压蒸馏后备用。 2 实验装置 本实验所用的主要仪器列于表2 2 中。图2 1 是单体无皂乳液共聚及空间剂 嫁接的实验装置示意图。图2 2 是空间剂制备装置示意图。 表2 2 上要仪器0 表 t a b l e2 2e q u i p m e n t su s e di nt h ee x p e r i m e n t s 仪器 掣号 产地 电子恒速搅拌机 j h s - l 9 0 杭州仪表电机厂 数字式酸度计p h s 2 c 杭州富磁分析仪器厂 高速离心机t g i ，1 6 9上海医_ l j 分析仪器厂 粒释分析仪 l s 2 0b e c k m a nc o u l t e r 超声波振荡器 k q 2 】8 昆山超卢仪器有限公司 电子天平a l 2 0 4 梅特勒托利多仪器有限公司 微机犁酸度计p h s 一2 c e - 海理达仪器厂 元素分析仪f l a s he a1112 t h e r m of l n g n i g a n 傅立叶红外f t i rn i c o l e t 5 7 0 0 美国热电公司 场发射扫描电镜( s e m ) s i r i o n 荷! f e i 公司 透射电子显微镜( 丁e m ) e m 一2 0 0 c x 日本j e o l 公司 超级恒温卡苘 5 0 1 a 上海浦尔踬欣科学仪器 浙、t 人学坝卜半叫立论支 图2 1 乳液共聚及空间剂嫁接的实验装置示意图 f i g 2 1t h ei l l u s t r a t i o nd r a w i n go f e m u l s i o nc o p o l y m e r i z a t i o na n ds p a c e rg r a f t i n ge q u i p m e n t 剀2 2 空间制制备装置示意图 f i g 2 2t h ei l l u s t r a t i o nd r a w i n go ft h es p a c e rp r e p a r m i o ne q u i p m e n t 浙江人学坝i j 学位论史 3 亲和高分子载体微球的制备 3 1 乳胶微球的制备 a 、在装有搅拌浆、冷凝管、n 2 导气管的2 5 0 m l 二l j 烧瓶中，按配比投入单 体( 注意g m a 是否分批加入) ，d d i w 和p h 缓冲剂，标准配方见表2 3 。在3 0 0 r p m 的速率搅拌下通氮除氧，并水浴升温至反应温度后恒定。加入去离子水预溶的引 发剂k p s 溶液，计时为反应丌始时蒯。反应过程中按一定的时问间隔取量以重 量法测转化率，到达反应结束h c f 自j ( 一般为4 6 h r ) 后，撤去水浴，冷却至室温， 出料得到p s g 乳液。釜液经过2 0 0 目筛分离出凝聚物，烘干称重，可计算得出 体系凝聚率。取样测p h 值和电导率，并取少量样品在恒温8 0 。c 的烘箱中，烘干 2 4 h r 后称重