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磁性表面活性剂独特的磁响应性赋予其重要的理论研究意义及实际应用潜力。不仅磁性表面活性剂本身,而且其在水溶液中均对外磁场有明显的响应性质,这一特性在制备磁性乳液以及与生物大分子作用实现磁迁移方面有着潜在的应用。传统的磁性乳液或磁分离过程都必须引入磁性纳米粒子或磁流体来实现,但是由于磁性纳米粒子生物相容性低、稳定性差以及制备过程繁琐等缺点限制了其在基因治疗和生物技术方面的应用。基于此,本文设计合成了磁性糖基表面活性剂,在不引入磁性纳米粒子的情况下实现了磁性乳液的制备以及对DNA和蛋白质的磁迁移作用,希望能筛选出高稳定性的磁性乳液,研究磁场对其稳定性和形貌的影响。此外,通过引入金纳米粒子,可以显著提高磁性表面活性剂对DNA和蛋白质的磁迁移效率,为实现DNA的靶向迁移以及基因治疗领域提供理论依据。本论文主要包括以下几个方面:1.磁性糖基表面活性剂的合成设计合成磁性阳离子糖基表面活性剂[H-G-Cln]FeCl4和[Cln-G-Cln]FeCl3Br (n=8,12,16)通过核磁共振氢谱、傅里叶变换红外光谱、元素分析、紫外可见光谱、拉曼光谱和振动样品磁强计等手段确定了物质的结构和顺磁特性。通过表面张力法及电导率法研究了磁性糖基表面活性剂在水溶液中和气液界面上的结构特性,结果表明:随着疏水链长的增加,磁性表面活性剂的临界胶束浓度(cmc)逐渐降低,但γcmc则差异明显。此外,与[H-G-Cln]FeCl4相比,[Cln-G-Cln]FeCl3Br降低表面张力的效率更高。通过比较发现,[H-G-Cl12]FeCl4和[Cl12-G-Cl12]FeCl3Br在溶液中的溶解性较好并且具有较高的降低表面张力的能力与效率。2.磁性表面活性剂溶液的磁性及磁性乳液研究利用所合成的磁性表面活性齐[H-G-Cln]FeCl4和[Cln-G-Cln]FeCl3Br(n=8,12,16)水溶液,通过动态光散射、负染/冷冻蚀刻-透射电镜等手段验证磁性表面活性剂聚集体的形成并观察其形貌。此外,使用悬滴法、振动样品磁强计等方法研究了磁性表面活性剂溶液的磁响应性质以及磁场对表面张力值的影响。接着以磁性表面活性剂溶液为乳化剂,分别制备了普通磁性乳液以及磁性双面(Janus)乳液,通过动态光散射、偏光显微镜技术研究了磁性乳液的稳定性和形貌。结果表明,所制备的普通磁性乳液可在磁场下进行移动并具有较好的稳定性。此外,通过改变不同组分比,可以调控磁性双面乳液的形貌和稳定性而且在磁场存在下会破坏双面乳液的形貌,从而使其稳定性大大降低。3.磁性表面活性剂与生物分子相互作用的研究以磁性[H-G-Cl12]FeCl4和[Cl12-G-Cl12]FeCl3Br为例,研究其与生物分子(DNA或蛋白质)的相互作用。通过紫外-可见光谱、圆二光谱等手段研究单独的磁性表面活性剂在磁场作用下对DNA的迁移作用。结果表明,单独的磁性表面活性剂与DNA会形成磁性复合物,对DNA具有较好的压缩作用但在磁场下复合物的迁移效率很低。为此,通过引入金纳米粒子可以有效地提高磁性表面活性剂对DNA或蛋白质的磁迁移效率,并且通过研究不同方法制备的金纳米粒子对DNA或蛋白质磁迁移效率的差异,期望探究磁性表面活性剂与生物分子的作用机理以及在磁场下,DNA和蛋白质的迁移特性,为实现DNA的靶向运输与释放以及蛋白质的分离提供理论指导。