磁性高分子复合微球的制备、表面抗蛋白质非特异性吸附的修饰以及在免疫分析中的应用

作     者：周蒙 

作者单位：东南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：赵红

授予年度：2022年

学科分类：0710[理学-生物学] 071010[理学-生物化学与分子生物学] 081704[工学-应用化学] 07[理学] 070304[理学-物理化学(含∶化学物理)] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 070305[理学-高分子化学与物理] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 

主      题：回流沉淀法 磁性高分子复合微球 抗蛋白质非特异性吸附 超支化聚缩水甘油醚 免疫分析 

摘      要：磁性微球由于具有大的比表面积、尺寸可控和易于分离等特点在各个领域获得了广泛的应用。当磁性微球用于免疫分析中时,降低微球表面蛋白质的非特异性吸附具有重要的意义。到目前为止,市面上已经有许多成熟的产品可以很好地应用于免疫分析,但是这些产品基本来自于国外,国内在这方面的研究还很不成熟,因此有必要探究合适的条件,得到性能优异的磁性微球。磁性微球的制备方法多样,这里以回流沉淀法为主,在磁性颗粒表面包覆高分子层,然后再修饰抗蛋白质非特异性吸附材料,最终将其成功应用到免疫分析中。首先,探究了在回流沉淀法中合成羧基化磁性高分子复合微球的各种影响因素,包括合成时引发温度、单次单体用量、聚合时间、单体种类、多次单体用量等,确定了最佳反应条件。通过控制单体加入的次数可以得到尺寸在400 nm-1100 nm之间的磁性高分子复合微球FeO@SiO@PMAA。然后,合成了分子量分布集中在500-600的抗蛋白质非特异性吸附材料超支化聚缩水甘油醚（HPG）,HPG是经典抗蛋白质非特异性吸附材料聚乙二醇（PEG）的衍生物,其超支化结构可修饰上更多的活性位点。探究了将HPG接枝到FeO@SiO@PMAA表面的方法,接枝成功后再将暴露在表面的-OH和丁二酸酐反应,使丁二酸酐开环,最终表面带有活性基团-COOH,并且证明了改性后得到的FeO@SiO@PMAA-HPG-COOH在复杂条件下能稳定存在。其次,探究了接枝改性前后磁性高分子复合微球对蛋白质的非特异性吸附量。无论是以牛血清蛋白为模型蛋白,还是以藻红蛋白为模型蛋白,FeO@SiO@PMAA-HPG-COOH表面的非特异性吸附量都远远小于FeO@SiO@PMAA的。将商品化磁珠和改性前后的磁性微球制备成免疫磁珠,检测心肌肌钙蛋白I（cTnI）,发现接枝HPG改性后的磁珠非特异性吸附降低到原来的23.64%,但相较于商品化磁珠略高,是JSR-MS150/Streptavidin的2.08倍;对特定cTnI抗原的结合是原来的9.27倍,同时也大大高于商品化磁珠,是商品化磁珠结合量的5.67倍,证实了FeO@SiO@PMAA-HPG-COOH在免疫分析中的应用前景。探究了不同分子量PEG修饰的磁性微球对蛋白质的非特异性吸附量,发现分子量越大,非特异性吸附量越小,因此后续可以合成更高分子量的HPG,去接枝修饰羧基磁珠。最后,因商业化产品中磁性微球表面多为聚苯乙烯基质,其中的苯环既不带电荷,可降低蛋白质的非特异性吸附,又可发生苯环的取代反应,修饰上所需官能团,所以也探究了在不同聚合法中合成FeO@SiO@PSt。