Original title: Příprava a charakterizace magnetických nosičů z hypersíťovaných polystyrenových mikročástic a jejich použití v biosenzoru
Translated title: Preparation and Characterization of Magnetic Carriers from Hypercrosslinked Polystyrene Microspheres and their Application in a Biosensor.
Authors: Šálek, Petr ; Šňupárek, Jaromír (referee) ; Šafařík,, Ivo (referee) ; Horák, Daniel (advisor)
Document type: Doctoral theses
Year: 2012
Language: cze
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract: [cze] [eng]
Cílem dizertační práce bylo vyvinout a charakterizovat funkcionalizovaný vysoce magnetický polymerní nosič mikrometrové velikosti s úzkou distribucí velikostí, který bude vhodný pro následné bioaplikace. Přitom byl sledován vztah mezi strukturou a vlastnostmi produktu. Výchozí monodisperzní poly(styren-co-divinylbenzenové) [P(St-DVB)] mikročástice s různým obsahem divinylbenzenu (DVB) byly připraveny disperzní polymerizací. Sledován byl vliv typu rozpouštědla, iniciátoru, koncentrace a způsob dávkování DVB na morfologii, velikost a distribuci velikostí částic. Aby byly částice porézní s velikostí pórů v řádu desítek nanometrů, byly nízce zesítěné P(St-DVB) mikročástice hypersíťovány za přítomnosti chloridu číničitého jako katalyzátoru. Dosaženo bylo vysokých hodnot specifického povrchu částic (> 1000 m2/g) a vysokého obsahu mikropórů (cca. 0.6 ml/g). Samotnému hypersíťování předcházela chlormethylace mikročástic. Studován byl vliv tří různých chlormethylačních činidel na porézní vlastnosti produktu. Mikročástice byly následně funkcionalizovány sulfonovými nebo aminovými skupinami, které usnadnily zachycení magnetického oxidu železa vysráženého uvnitř porézní struktury. Na funkcionalizované vysoce magnetické mikročástice byl posléze imobilizován anti-ovalbumin, ovalbumin a nakonec anti-ovalbumin značený křenovou peroxidázou. Přidáním peroxidu vodíku k suspenzi takovýchto mikročástic došlo ke změně elektrického proudu, což umožnilo kvalitativní detekci ovalbuminu imobilizovaného na funkcionalizovaných magnetických mikročásticích. With the aim to develop and characterize a functionalized highly magnetic polymer carrier of micrometer size and of a narrow particle size distribution that will be suitable for biological application, hypercrosslinked microspheres were prepared. Simultaneously, the relation between structure and properties of product was observed. Condition of dispersion polymerization were optimized to obtain starting monodisperse poly(styrene-co-divinylbenzene) [P(St-DVB)] microspheres. The P(St-DVB) microspheres of different degree of crosslinking were prepared and effect of some polymerization parameters such as type of solvent, initiator, concentration and mode of DVB addition on morphology, size and particle size distribution were investigated. The starting microspheres were hypercrosslinked to obtain microporous inner structure. Hyperosslinked particles had very large specific surface area (> 1000 m2/g) and a high content of micropores (ca. 0.6 ml/g). First, P(St-DVB) microspheres were chloromethylated using three different chloromethylation agents to regulate their porous properties. Hypercrosslinking was achieved by the addition of stannic chloride as a catalyst and by increasing a temperature. The hypercrosslinked microspheres were then functionalized with sulfo- or aminogroups. The functional groups captured precipitated iron oxide inside the porous structure of the microspheres and also served as a reactive site for intended immobilization of the protein. A solution of ferrous and ferric chloride was imbibed under vacuum into the porous structure and the iron oxide was precipitated by an aqueous ammonia solution. Finally, the magnetic functionalized hypercrosslinked micropsheres were integrated into a biosensor for qualitative detection of ovalbumin.
Keywords: biosenzor.; Dispersion polymerization; divinylbenzene; hypercrosslinking; magnetic; microsphere; ovalbumin; styrene; biosenzor.; Disperzní polymerizace; divinylbenzen; hypersíťování; magnetický; mikročástice; ovalbumin; styren

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/23702

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-233348


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Doctoral theses