多功能磁性纳米粒子制备、表征及的应用

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1、中山大学博士后学位论文多功能磁性纳米粒子的制备、表征及应用姓名：聂立波申请学位级别：博士后专业：高分子化学指导教师：张黎明20080101摘要在生物医学领域，随着纳米技术的发展和应用的需要，多功能纳米复合体系越来越受到研究者的青睐。目前研究较多的功能主要有：磁性颗粒的靶向、分离与磁共振成像功能；荧光量子点的荧光成像和识别功能；吸收电磁能，为药物控释、热疗等提供热量的纳米颗粒；表面包埋或改性提供特异性结合点：对温度、pH值等环境敏感的智能响应功能。将这些功能有机地结合于一体，能同时实现多种功能多重响应，在生物标记、生物分离、疾病的检

2、测与治疗等诸多领域有着巨大的应用前景。本研究制备了几种具有磁性的多功能纳米粒子，分为三个部分：1．磁性／温敏／荧光多功能靶向药物控释体系。2．基于纳米磁性粒子分离的固定化酶体系。3．磁性／荧光纳米双功能标记体系。靶向药物控释体系具有“定时定点’’控制药物释放的特点，疗效高、药物用量少、毒副作用小，已成为现代药剂学的发展方向和研究热点。本研究制备了同时具有磁靶向、温敏控释和荧光示踪功能的靶向药物控释体系。首先以磁性Fe304纳米粒子为核，在磁性粒子表面原位还原Au”,椰lJFe304@Au核壳复合粒子。以Fe304@Au粒子为种子，

3、通过共聚反应在粒子表面继续包裹聚(肛异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)温敏高分子层，最后通过静电相互作用，将带正电的CdTe量子点引入聚合物层，得到磁性／荧光／温敏的多功能复合微球(Fe304@Au@PNIPAM／CdTe)。用红外光谱、紫外一可见光谱、荧光光谱、扫描电镜、X射线光电子能谱、动态光散射、振动样品磁强计表征了复合微球的形貌、粒径分布、磁学性质、光学性质以及温敏特性。结果表明，该粒子具有超顺磁性、荧光性和温敏性能，集磁靶向、温敏控释和荧光示踪功能于一体，在靶向药物控释领域有广阔的应用前景。固定化酶将酶分子束缚在载体上，既

4、能保持酶的天然活性，增加酶的稳定性，又便于与反应液分离，可以重复使用。本研究制备了具有磁分离功能的新型固定化酶体系。在Fe304磁性纳米粒子表面接枝羧甲基壳聚糖(CMC)，以CMC长链上的氨基为结合位点，可将Au3+原位还原为纳米金颗粒，制得Fe3，04／CMC／nanogold复合载体。通过纳米金与蛋白质之间的Au-S共价键，可将辣根过氧化酶(HI冲)固定在复合载体上。用红外光谱、紫外一可见光谱、透射电镜、动态光散射、振动磁强计、圆二色谱表征了复合载体的形貌、粒径分布和磁学性质。Fe304／CMC／nanogold复合载体具有超

5、顺磁性，HRP与载体结合前后没有发生大的结构变化。在相同浓度、相同PH值条件下，结合酶比自由酶具有更高的活性和更好的贮存稳定性。该载体具有磁分离功能，分离过程条件温和，有利于保持酶的活性，可作为优良的固定化酶载体广泛应用。在分子影像学中，磁共振成像(MRj)具有无损害、空间分辨率高、可多维立体观察的优点，但敏感性相对较低。而活体荧光成像具有很高的敏感度，活体内可检测低数量级细胞群甚至单分子成像。本研究综合MRI与荧光成像的优点，制备了磁性／荧光纳米双功能标记体系。首先制备单分散Fe304磁性粒子，利用巯基丁二酸稳定的Fe304磁性

6、粒子与巯基丙酸稳定的CdTe纳米晶体对金属离子Cd2+的静电相互作用，将CdTe量子点共沉淀在Fe304粒子表面，得到Fe304@CdTe复合粒子。为避免CdTc对细胞产生毒性，借助配体交换及硅烷水解，在Fe304@CdTc粒子表面包被薄层二氧化硅，得到磁性／荧光双功能纳米粒子。用双功能粒子对大鼠骨髓间充质干细胞(B幅Cs)进行标记，结果表明所制备的双功能粒子具有超顺磁性和荧光性能，标记BMSCs后荧光信号明显，同时细胞的磁共振(MRI)信号明显降低。该体系可广泛应用于活体磁共振和活体可见光联合成像示踪与监测，并可进一步连接抗体、

7、DNA等生物大分子，作为具有特异性的多功能分子探针。关键词：磁性；荧光；温敏；药物控释；固定化酶：磁共振成像IIAbstractWiththedevelopmentofnanotechnologyandtheapplicationrequirementinbiomedicalarea,multifunctionalhybridnanoparticleshaveattractedmoreandmoreattentions．Theimportantfunctionsinclude：Magnetictargeting，separatin

8、gandmagneticresonanceimagingofmagneticnanoparticles；fluorescenceimagingandrecognizingofquantumdots；transferingelectromagneti