成核材料与表层化学对纳米粒生物活性影响

《成核材料与表层化学对纳米粒生物活性影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、成核材料与表层化学对纳米粒生物活性影响第一章绪论1.1引言纳米材料是指在三维空间中至少有一维的大小在纳米尺度(纳米尺度通常指从100nm到约0.2nm)上的材料，或者是由这些纳米粒子作为基本单元构成的材料。纳米材料由于尺寸的独特性而具有很多特殊的物理效应，如小尺寸效应、量子效应、表面效应等，这些效应是纳米材料在光学、电学、材料学等方面得到广泛应用的基础。另外，由于纳米材料本身具有很多优良的性能，比如比表面积大、可选取多种成核材料、可进行各种各样的表面功能化修饰可调控理化性质、有多种向能力以及具有高荷载能力等，纳米材料在生物医学方面的应用研究也得到了迅速的发展，其中主要包括药物靴向

2、运输、生物成像、生物传感、疾病诊断、基因治疗、癌症治疗等领域纳米材料在生物医学领域应用的基础建立在人们对纳米材料生物学效应的研究。纳米材料产生生物学效应的本质就是纳米颗粒与生物大分子及细胞相互作用的过程。现有研究表明，纳米材料在生物体内进入细胞之前，首先会在血液或其他生理环境（如组织液和细胞质等）中，与生物大分子，尤其是与蛋白质分子发生相互作用，主要通过对蛋白质分子的吸附，从而在纳米颗粒表面形成蛋白质吸附层；并最终可能会因此影响到纳米材料表现出来的生物活性。因此，在研究纳米材料生物学效应的影响因素时，首先需要考虑到纳米材料进入生理环境后，由于蛋白吸附层造成的纳米材料理化性质的改变

3、；另一方面，也可以通过纳米材料在生理环境(如细胞培养基）中表现出来的理化性质来推测其生物学效应。.1.2金、银纳米材料简介金纳米和银纳米是贵重金属纳米材料中极为重要的两类，贵重金属纳米材料的表面等离子体共振效应（SPR)I6为其在光导传输和光学成像等方面的应用奠定了基础。有研究表明，贵重金属纳米材料的SPR性质与纳米材料的形貌及尺寸大小密切相关。当粒径小于25nm时，随着纳米颗粒尺寸的增大，SPR峰蓝移；当粒径大于25nm时，随着尺寸增大，SPR峰红移，同时峰宽增大。金纳米和银纳米具有良好的生物相容性，且表面极易通过包括药物分子在内的多种功能化基团进行修饰，因此在检测诊断21、药

4、物传递22、传感器23，24、催化25等生物医学领域应用广泛。金纳米颗粒是超细金微粒，直径在1-100nm，在水溶液中以胶体金的形式存在，以维持金纳米颗粒的稳定状态，其性质受到纳米材料本身形貌、尺寸以及表面功能化修饰配位体性质的影响。由于金纳米颗粒具有十分独特的光学、电学性质，并且可以通过对金纳米表面进行功能化修饰来获得更加良好的生物相容性，因而奠定了金纳米材料在生物医学领域应用的基础。..第二章相同表面化学的功能化金、银纳米颗粒的设计、合成及表征2.1引言影响纳米材料生物学效应的因素主要包括纳米材料的尺寸、形貌、表面化学以及成核材料等，其中纳米材料的表面化学由于可以通过使用不同

5、配位体对纳米颗粒进行功能化修饰而具有多样性，并且通过改变纳米材料的表面化学可以改变纳米材料的理化性质，从而对其细胞活性进行目的性调控，因此表面化学对纳米材料细胞活性的影响得到广泛的研究。由于金、银纳米颗粒可以通过Au-S键或Ag-S键与巯基（-SH)共价结合，因此含巯基的化合物是制备功能化金、银纳米颗粒的良好配位体。近年来的研究发现，通过在纳米材料表面连接含巯基化合物(巯基乙醇等）对其进行表面功能化修饰，可以提高纳米材料的稳定牲和生物相容性，使纳米材料可以更适用于蛋白检测，医学成像和生物分离等生物医学领域540本论文旨在研究，在功能化金、银纳米材料的尺寸、形貌、表面化学均相同的条

6、件下，它们的理化性质在不同介质中是否相同，以及两种不同的成核材料对纳米材料细胞活性的影响。因此，本文首先选取一系列理化性质、#结构差异较大的有机小分子，利用酰胺缩合反应合成多种具有不同理化性质的酰胺类配位体分子，然后再通过硼氧化钠还原法将这些配位体小分子借助硫辛酸上的二硫键共价连接到50nm的球形金、银纳米颗粒表面，调节不同配位体的投料比，制备表面配位体密度基本相似的功能化金、银纳米颗粒；然后对其水合粒径分布，Zeta电位和LogP等理化性质进行分析表征，并进行相应的细胞毒性实验，从而判断成核材料和表面化学对纳米材料细胞活性的不同影响程度。.2.2实验材料和仪器1)硫辛酸，成都西

7、亚化工股份有限公司；2)四水合氯金酸、硼氢化钠、梓樣酸钠、N，N-二甲基甲酰胺(N,N-dimethylformamide，DMF)，国药集团；3)N，N'-二环己基碳化二亚胺（N,N-Dicyclohexylcarbodi-imide,DCC)和N,N-二甲基氨基B比淀（N，N-dimethyl-4-Pyridina分钟e，DMAP),百灵威科技有限公司；4)硫辛酰胺、正丁胺、正辛胺、正十二胺、苯胺、环己胺、乙醇胺、2-(2-氨基乙氧基）-乙醇，北京伊诺凯科技有限公司；