试析水溶性刺激响应碳纳米角的制备与表征

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1、天津大学硕士学位论文水溶性刺激响应碳纳米角的制备与表征姓名：齐俊杰申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：张凤宝201006摘要碳纳米角是继碳纳米管之后被新近报道的富勒烯家族的新成员，其原始形态为直径80-100nm的一级球形聚合，单根碳纳米角尾部具有独特锥形结构。这种独特的结构使得其在应用于细胞内药物、蛋白和DNA分子的传递中具有普通纳米材料无法比拟的优势。然而，其自身的疏水性及自聚集特性限制了碳纳米角的进一步生物应用。因此，如果能在解决其疏水性障碍的基础上，对其进一步修饰改性以获得具有多重新特性的一级碳纳米角球形集合，可使构建新型高效的目标分子靶向传递系统成为可能。本文以

2、制备获得具有多重特性(水溶性、稳定性、良好分散性、生物相容性、刺激响应性)的一级碳纳米角球形集合为目的展开以下研究工作：根据Hamaker理论对采用聚合物分散碳纳米角进行了可行性分析，证实利用空间位阻效应可以将碳纳米角分散成一级聚集结构；采用具有生物相容性的葡聚糖接枝聚(N．异丙基丙烯酰胺)(DexPNI)对碳纳米角进行分散改性，高倍透射电子显微镜(HRTEM)、原子力显微镜(AFM)和拉曼光谱(Ramall)结果表明，所得CNHs—DexPNI复合物为分散性良好的一级球形聚集结构；使用紫外分光光度计(Uv一Ⅵs)考察了CNHs—DexPNII复合物水溶液的稳定性，表明CNHs

3、—DexPNI复合物在酸性、碱性、中性以及模拟生物体环境下均可稳定48小时以上；采用紫外分光光度计(Uv-Ⅵs)、动态光散射仪(DLS)对CNHs—DexPNI复合物相变行为进行研究，发现随着温度升高，CNHs—De灯'N1支链收缩，CNHs表面吸附更多的DexPNI，溶液变浑浊，证实oms—DexPNI具有温度刺激响应性：此外，首次将Fe304纳米粒子通过化学共沉淀法负载到经DexPNI修饰的CNHs表面，高倍透射电子显微镜(HRTEM)、拉曼光谱(Raman)、X射线衍射仪(Ⅺm)、振动样品磁强计(VSM)结果表明粒径均匀的Fe304纳米颗粒被成功负载NCNHs表面，所得新

4、型Fe304一CNHs—DexPNI复合物具有超顺磁性，为今后构建新型高效的目标分子靶向传递系统奠定了基础。关键词：碳纳米角分散性温敏性磁响应性ABSTRACTCarbonNanohorns(CNHs)iSanewmemberoffullerenefamilyafterthediscoveryofcarbonnanotubes．Itisaggregatesofgraphitictubesthathaveclosedendswithcone-shapedcaps，whiletheaggregatesare80—100nmindiameter．CNHshasdistinctives

5、phericalassemblystructuresandpossessessuperioradvantagesthannormalnanomaterialsusedfordrug，geneandproteindeliveryinvivo．TheinsolubilityofCNHswillrestrictitsapplicationsinbiology．FunctionalizationofCNHstoconferwater-solubilityandothernewpropertiesonCNHswillmakeitpossibletobuildanewefficientde

6、liverysystemoftargeting．InordertoendowCNHswithwatersolubility,stability,biocompatibilityandstimuli-sensitivitysimultaneously,thisresearchmainlyfocusesonthefollowingaspects：theoreticallyanalysisofthefeasibilityoffunctionalizationofCNHsbybiodegradableDexPNI；investigationofthestabilityofCNHs——D

7、exPNIcompositeindifferentsolvents；investigationofthethermo—sensitivityofCNHs—。DexPNIcomposite；loadingFe304nanoparticlesonCNHs——DexPNIsurfacetosynthesizemagneticCNnswhichcouldbeusedfortargeteddrugdelivery．ThefunctionalizedCNHswerecharacterizedbyhigh