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功能化磁性复合微粒合成及其在生物医学领域的应用研究

严向阳

  功能化磁性复合微粒是由磁性超细粉末(如Fe_3O_4,γ-Fe_2O_3等)和其它基质(主要为高分子材料)构成的具有超顺磁性的胶态复合材料。它既有固体材料的特性,又具有液体材料的流动性。通过表面修饰的功能化连接臂或氨基、羧基、巯基等功能化活性基团可以固定酶、抗体(单克隆或多克隆)及寡核苷酸等生物活性物质。由于具有高效、快速、低毒、操作简单等优点,可将其广泛应用于固定化酶、细胞分选、免疫检测、药物载体及核酸的纯化、分子杂交与检测等生物和医学领域。硅烷化磁性复合微粒有好的磁响应性、生物相容性、超顺磁性和丰富的表面功能基团,也被用于细胞学、免疫学、分子生物学等研究领域。国内在合成磁性复合微粒方面有了一定的工作基础,但在该领域的研究及产品开发的速度较慢,几乎没有商品化的产品。挪威的Dynal公司最早将该类产品商品化,现在美国、德国等国家已经有相应的检测试剂盒和自动化仪器上市,但价格昂贵。磁性复合微粒具有优良的分离和富集特性,以磁性复合微粒为基础,开发相关试剂盒和仪器是我国在该领域的研发目标,以尽快填补国内空白。本论文主要完成以下几方面的工作:1.利用化学共沉淀法合成纳米级Fe_3O_4粒子,并对其表面进行直接硅烷化(3-氨丙基三甲氧基硅烷)修饰,得到末端具有-NH_2的磁性复合微粒,再通过戊二酸酐转化为末端具有-COOH的磁性复合微粒,优化反应条件,对其进行红外、X衍射、激光粒度以及透射电镜表征,借助于线性电位滴定和电导滴定,建立了定量表征官能基团的方法。实验结果表明:合成的Fe_3O_4粒径约为15 nm,磁响应性能好,具有超顺磁性,功能化磁性复合微粒表面-NH_2含量为400±50μmol/g;-COOH为含量为380±50μmol/g。可通过共价作用固定生物大分子,并应用于分离和微检测领域。2.在-NH_2末端磁性复合微粒表面利用戊二醛二步法固定牛血清白蛋白(BSA)和兔抗爱滋病多克隆抗体(HIVIgG),利用苯二异硫氰酸酯法(PDC)固定BSA;在-COOH末端的磁性微粒表面用碳二亚胺法(EDC)固定HIVIgG,通过紫外可见分光光度计测定偶联效率,并进行酶联免疫吸附检测(ELISA)测定所固定蛋白(或抗体)的活性,结果表明:在不同偶联剂作用下,固定时间和效率不同,EDC法和PDC法明显优于戊二醛二步法。BSA固定效率可以达到108~130 mg/g,HIVIgG固定效率可以达到60-75 mg/g;ELISA操作简单快速,显色反应对照明显,……   
[关键词]:磁性复合微粒;合成;表征;固定化;生物大分子
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:陕西师范大学2005年