功能化磁性微球的制备

论文摘要

磁性微球表面经功能化修饰后可以共价结合细胞、抗原和抗体等生物活性物质,应用于疾病的诊断和治疗。本文以BSA作为模板蛋白,探讨各种功能化修饰后的磁球化学键联BSA的能力,为其进一步应用在生物医学领域奠定基础。首先,分别采用共沉淀法、简单油相法和高温油相法分别制备了超顺磁性纳米粒子Fe3O4。通过TEM、XRD、VSM等对三种方法制备的Fe3O4进行了对比研究。结果显示:水相法制备的粒子平均粒径在10-20nm,团聚现象比较明显,磁饱和强度为52.17 emu/g;简单油相法的粒子分散性较好,平均粒径在10-15nm,磁饱和强度为56.19 emu/g;高温油相法得到的磁性粒子粒径可控且单分散,其磁饱和强度随着粒径的增大不断的增大,最大可到达91.27 emu/g。由于高温油相法有着显著的优越性,故本文对其功能化改性及应用进行了进一步的研究。本文分别采用两种方法对高温油相磁性粒子进行了功能化改性。第一种方法是通过赖氨酸修饰的壳聚糖进行了反相旋蒸法改性。TEM、VSM、IR等表征显示,磁球的粒径为90-100nm,分散性较好,磁饱和强度为43.09 emu/g。紫外分光光度计检测1mg磁球偶联了0.9175mg的BSA,其偶联程度为91.75%。第二种方法是采用反相微乳液法对磁性粒子进行了SiO2包裹。并使用硅烷偶联剂对磁球进行功能化的改性,使其表面具有氨基和巯基两种功能基团。TEM、VSM、IR等表征显示,SiO2磁球粒径为20-50nm,分散性比较好,具有超顺磁性,磁饱和强度分别为29.87和28.45 emu/g。紫外分光光度计检测1mg氨基磁球偶联0.409mg BSA,其偶联程度为40.90%;1mg巯基磁球偶联了0.3641mg BSA,偶联程度为36.41%。综上,壳聚糖-赖氨酸磁球粒径较大但偶联蛋白的量较多;SiO2磁球粒径可控且单分散分布,但偶联蛋白的量比较少。两种微球各具优点,均可以偶联蛋白,为今后连接抗体等生物大分子应用于疾病的诊断和治疗提供了重要的试验依据。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.1.1 铁氧体磁性材料
• 1.1.2 稀土磁性材料
• 1.1.3 生物磁性材料
• 1.1.4 纳米磁性材料
• 1.2 纳米磁性材料的性质
• 1.2.1 纳米磁性颗粒的性质
• 1.2.2 磁流体的性质
• 1.3 超顺磁性材料的合成方法
• 1.3.1 机械球磨法
• 1.3.2 微乳液法
• 1.3.3 水热法
• 1.3.4 微乳-水热法
• 1.3.5 溶胶-凝胶法
• 1.3.6 沉淀法
• 1.3.7 水解法
• 1.4 超顺磁性材料的改性方法
• 1.4.1 纳米粒子团聚的原因
• 1.4.2 纳米粒子表面改性的目的、方法及其进展
• 1.5 超顺磁性材料在生物医学方面的应用
• 1.5.1 纳米磁性材料医学影像方面的应用
• 1.5.2 磁性颗粒在干细胞移植示踪中的应用
• 1.5.3 磁性材料在药物载体上的应用
• 1.5.4 磁性材料在基因载体方面的应用
• 1.5.5 磁性材料在免疫检测方面的应用
• 1.5.6 磁性材料在蛋白分离、纯化方面的应用
• 1.6 展望
• 1.7 本论文的出发点和主要工作
• 第二章 磁性纳米粒子的制备
• 2.1 引言
• 2.2 实验试剂与仪器
• 2.2.1 实验仪器
• 2.2.2 实验药品
• 2.3 实验步骤
• 3O₄ 纳米粒子的制备'>2.3.1 水溶性Fe₃O₄纳米粒子的制备
• 3O₄ 纳米粒子的制备'>2.3.2 简单油相法Fe₃O₄纳米粒子的制备
• 3O₄ 纳米粒子的制备'>2.3.3 高温热分解Fe₃O₄纳米粒子的制备
• 2.4 实验原理
• 3O₄ 纳米粒子的制备'>2.4.1 水相Fe₃O₄纳米粒子的制备
• 3O₄ 纳米粒子的制备'>2.4.2 简单油相法Fe₃O₄纳米粒子的制备
• 3O₄ 纳米粒子的制备'>2.4.3 高温热分解法Fe₃O₄纳米粒子的制备
• 2.5 产物的表征
• 2.5.1 透射电子显微镜（TEM）
• 2.5.2 场发射电子显微镜（HRTEM）
• 2.5.3 X 射线电子衍射（XRD）
• 2.5.4 振动样品磁强计（VSM）
• 2.5.5 傅立叶红外（FTIR）
• 2.6 结果与讨论
• 2.6.1 透射电子显微镜（TEM）
• 2.6.2 场发射电子显微镜（HRTEM）
• 2.6.3 X 射线电子衍射（XRD）
• 2.6.4 振动样品磁强计（VSM）
• 2.6.5 傅立叶红外（FTIR）
• 2.7 本章小结
• 第三章 赖氨酸-壳聚糖磁性微球的制备
• 3.1 引言
• 3.2 实验试剂与仪器
• 3.2.1 实验仪器
• 3.2.2 药品名称
• 3.3 实验步骤
• 3.3.1 赖氨酸修饰的壳聚糖CTS-Lys 的制备
• 3.3.2 CTS-Lys 磁球的制备
• 3.3.3 CTS-Lys 磁球偶联BSA
• 3.4 实验原理
• 3O₄ 的原理'>3.4.1 CTS-Lys 改性油相Fe₃O₄的原理
• 3.4.2 CTS-Lys 磁球偶联BSA 的原理
• 3.5 产物的表征
• 3.5.1 傅立叶红外（FTIR）
• 1H-NMR）'>3.5.2 核磁共振（¹H-NMR）
• 3.5.3 透射电子显微镜（TEM）
• 3.5.4 振动样品磁强计（VSM）
• 3.5.5 紫外分光光度计（UV）
• 3.6 结果与讨论
• 3.6.1 傅立叶红外（FTIR）
• 3.6.2 CTS-Lys 核磁共振的表征
• 3.6.3 透射电子显微镜（TEM）
• 3.6.4 振动样品磁强计（VSM）
• 3.6.5 紫外分光光度计（UV）
• 3.7 本章小结
• 第四章 二氧化硅磁性微球的制备
• 4.1 引言
• 4.2 实验试剂与仪器
• 4.2.1 实验仪器
• 4.2.2 实验药品
• 4.3 实验步骤
• 3O₄@ SiO₂）的制备'>4.3.1 二氧化硅磁球（Fe₃O₄@ SiO₂）的制备
• 3O₄@ SiO₂）的制备条件优化'>4.3.2 二氧化硅磁球（Fe₃O₄@ SiO₂）的制备条件优化
• 3O₄@ SiO₂ 微球的氨基化'>4.3.3 Fe₃O₄@ SiO₂微球的氨基化
• 3O₄@ SiO₂ 微球的巯基化'>4.3.4 Fe₃O₄@ SiO₂微球的巯基化
• 4.3.5 各种磁性微球偶联BSA
• 4.4 实验原理
• 4.5 产物的表征
• 4.5.1 傅立叶红外（FTIR）
• 4.5.2 透射电子显微镜（TEM）
• 4.5.3 振动样品磁强计（VSM）
• 4.5.4 紫外分光光度计
• 4.6 结果与讨论
• 4.6.1 傅立叶红外（FTIR）
• 4.6.2 透射电子显微镜（TEM）
• 4.6.3 振动样品磁强计（VSM）
• 4.6.4 紫外分光光度计
• 4.7 本章小结
• 第五章 全文结论
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢