單分散“活性”聚合物微球的制備及其在分子印跡技術領域的應用.pdf

1、單分散功能性聚合物微球是一種性能優(yōu)良的新型功能材料，在色譜固定相、固相萃取及分子印跡技術等眾多領域具有十分廣泛的應用。本文旨在將原子轉移自由基聚合和沉淀聚合技術相結合，采用原子轉移自由基沉淀聚合(ATRPP)一步法合成單分散、高交聯(lián)、表面具有活性引發(fā)基團和均一網(wǎng)絡結構的聚合物微球。同時通過合理選擇低毒性的極性醇類溶劑，進一步實現(xiàn)在室溫條件下，采用ATRPP法制備表面含有“活性”引發(fā)基團的聚合物微球，然后以此活性聚合物微球為基質，通過可控

2、表面印跡方法得到具有均勻印跡位點，對酶具有抑制能力的分子印跡聚合物。具體內容如下:
　　1.將原子轉移自由基聚合(ATRP)機理引入沉淀聚合中，采用一種簡單有效的原子轉移自由基沉淀聚合(ATRPP)一鍋法成功制備了單分散、高交聯(lián)、表面功能化、具有均一網(wǎng)絡結構的活性聚合物微球。研究發(fā)現(xiàn)不同反應條件（攪拌速率、單體濃度、引發(fā)劑濃度、催化劑濃度、單體與交聯(lián)劑摩爾比、溶劑體積和反應時間）對聚合物微球形貌和產(chǎn)率具有重要影響，從而可以方便地通

3、過改變聚合條件制備特定尺寸的微球。采用不同的功能性共聚單體(4-VP, AAm，HEMA)制備了一系列具有均一粒徑的功能性共聚物微球，證明了ATRPP制備單分散性功能聚合物微球具有普適性應用。通過溫和條件下表面ATRP引發(fā)反應，在聚合物微球表面直接接枝了親水性聚合物刷，從而驗證了聚合物微球的“活性”特征。另外，提出了ATRPP法制備單分散聚合物微球的增長機理為“grafting from”機理，這和傳統(tǒng)沉淀聚合制備聚合物微球的“graf

4、ting to”機理具有很大的不同。
　　2.將醇類溶劑引入ATRPP體系，成功實現(xiàn)了在室溫條件下一步法制備單分散、高交聯(lián)、活性聚合物微球的目的。研究發(fā)現(xiàn)不同反應條件（單體濃度、聚合時間、溶劑種類）對聚合物微球產(chǎn)率和形貌具有重要影響，從而可以方便地通過改變聚合條件制備特定尺寸的微球。在一系列醇類溶劑中，采用不同功能單體(4-VP，GMA，MMA，HEMA)與交聯(lián)劑反應，成功制備了具有均勻網(wǎng)絡結構的共聚物微球，表明室溫下采用ATRP

5、P法制備聚合物微球具有普適性應用。通過室溫條件下表面ATRP反應引發(fā)不同親水性單體聚合直接在微球表面接枝親水性聚合物刷，可以制備表面具有良好親水性能的先進性功能聚合物微球。
　　3.將可控/“活性”自由基聚合、分子印跡技術和化學當量非共價印跡策略結合起來，以室溫ATRPP法制備的單分散“活性”聚合物微球為基質，第一次用簡單高效的方法制備了具有酶抑制能力的核殼結構印跡聚合物微球，并通過改變反應條件（反應時間、單體濃度）制備了具有不同

6、印跡殼層厚度的核殼結構印跡聚合物。利用SEM、FT-IR、元素分析和動態(tài)光散射等方法對所得核殼印跡聚合物微球的殼層厚度和組成進行表征。研究了核殼印跡聚合物微球的吸附性能及對酶的抑制能力。結果發(fā)現(xiàn)，核殼印跡聚合物微球表面印跡殼層的厚度對它的吸附性能具有很大的影響，只有當殼層厚度和酶尺寸合適時才會表現(xiàn)出最佳的特異性吸附。通過Langmuir模擬證明可控表面印跡法制備的酶印跡聚合物具有均一的印跡位點，對模板分子具有高吸附容量、快速識別能力以及