含胺基聚电解质复合纳米粒子的制备和表征

论文摘要

纳米生物技术是生物技术和纳米科技相结合的一个交叉领域,通过模拟或利用生物体系来制造纳米尺度的器件,或者是利用微器件在纳米尺度上来研究或改变生物体的结构和性能。聚合物纳米粒子具有比表面积大、易于分离、表面可修饰多种官能团、分散性好和生物相容性好等优势；无机纳米粒子,如金属纳米粒子和半导体纳米粒子,更具有很多独特的性能。功能性聚合物复合微球在药物输送、生物分离、生物标记、光热治疗及生物催化等生物医学领域有巨大的应用潜力。本论文是以含有胺基的聚电解质为基础,分别研究了聚电解质共聚物（h-PAM-g-PEG）的自组装和聚电解质与无机纳米粒子的复合与组装,对得到的组装体与复合微球的形成因素进行了探讨。全文主要可以分为以下三个方面：（1）在第二章中,我们合成了不同聚乙二醇接枝密度的亲水性聚电解质共聚物-聚乙二醇接枝的超支化聚酰胺胺（h-PAMAM-g-PEG）,其在THF中自组装为球形胶束,使用1,6二溴己烷对胶束进行交联,在转到水相后可形成稳定的空心/实心微球；PEG的接枝密度会对胶束的尺寸、胶束的形成时间及转到水相后的形态产生影响。基于h-PAMAM的自身荧光性能,微球具有pH依赖的荧光性能,且不随自组装和相转变过程改变。综上所述,我们获得了稳定的、形状规整的、生物相容的和具有荧光性能的聚电解质微球。（2）在第三章中,继续沿用第二章中制备的聚电解质h-PAMAM-g-PEG,使用pH敏感的顺式乌头酸酐作为中间体,共价连接DOX和h-PAMAM-g-PEG；产物仍然可在THF中组装形成胶束,交联转到水相成为稳定的载药聚合物微球,DOX的载药率为12.4%。由于h-PAMAM-g-PEG上有大量的胺基,形成的微球仍带有正电；载药聚合物微球具有pH敏感性：这些均有利于此载药聚合物微球用于肿瘤靶向药物载体。（3）在第四章中,我们通过还原法制备了柠檬酸钠稳定的金纳米粒子,通过水热法制备了稳定的CdTe荧光纳米粒子。利用带有胺基的聚电解质与带有羧基的无机纳米粒子之间的静电作用,分别研究了AuNPs/PLL、QDs/PLL和QDs/CS的静电组装行为。通过改变纳米粒子种类、聚电解质和纳米粒子的摩尔比,可控制复合组装体的形貌。此外,引入EDC/NHS活化量子点表面的羧基,使其与聚电解质PLL或h-PAMAM-g-PEG上的胺基发生酰胺反应,得到复合组装体。还将量子点和酞菁同时接枝在h-PAMAM-g-PEG上,得到一类线性网状结构体。研究表明,得到的聚电解质组装体具有较好的稳定性,且保留了无机纳米粒子本身的特性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 纳米科技与生物技术
• 1.2 生物医用纳米粒子
• 1.2.1 纳米粒子的分类及制备
• 1.2.1.1 无机纳米粒子
• 1.2.1.2 聚合物纳米粒子
• 1.2.1.3 功能性复合微球
• 1.2.2 纳米粒子在生物医用领域的应用
• 1.2.2.1 药物负载
• 1.2.2.2 生物成像、检测
• 1.2.2.3 生物分离
• 1.3 聚电解质微球的制备方法及应用
• 1.3.1 自组装法
• 1.3.2 聚电解质与无机纳米粒子的复合与组装
• 1.3.2.1 基于静电作用的组装
• 1.3.2.2 基于疏水相互作用的组装
• 1.3.2.3 基于氢键作用的组装
• 1.4 本论文的选题与设计思路
• 1.5 参考文献
• 第二章 h-PAMAM-g-PEG的制备及自组装研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 材料与试剂
• 2.2.2 聚乙二醇接枝的超支化聚酰胺胺（h-PAMAM-g-PEG）的合成
• 2.2.3 h-PAMAM-g-PEG的自组装
• 2.2.4 仪器与表征
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 h-PAMAM-g-PEG聚合物的表征
• 2.3.2 h-PAMAM-g-PEG胶束的制备及其空心微球的形成
• 2.3.3 空心微球的形成机理
• 2.3.4 h-PAMAM-g-PEG微球的荧光性质
• 2.4 本章小结
• 2.5 参考文献
• 第三章 键连阿霉素的h-PAMAM-g-PEG的制备及其组装
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 材料与试剂
• 3.2.2 含有二硫键的交联剂的制备
• 3.2.3 键连阿霉素的h-PAMAM-g-PEG的制备
• 3.2.4 载药聚合物（PPCD）微球的制备
• 3.2.5 仪器与表征
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 含有二硫键的交联剂的表征
• 3.3.2 合成键连阿霉素的h-PAMAM-g-PEG（PPCD）的表征
• 3.3.3 h-PAMAM-g-PEG键合阿霉素（PPCD）的载药率的测定
• 3.3.4 载药聚合物（PPCD）微球的制备
• 3.3.5 载药聚合物（PPCD）微球的体外释放
• 3.4 本章小结
• 3.5 参考文献
• 第四章 聚电解质与水相纳米粒子的复合组装
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 材料与试剂
• 4.2.2 柠檬酸三钠稳定的Au纳米粒子的合成
• 4.2.3 水相稳定的CdTe纳米粒子的合成
• 4.2.4 聚电解质与水相纳米粒子静电组装体的制备
• 4.2.5 聚电解质与CdTe量子点的键合组装
• 4.2.6 仪器与表征
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 水相纳米粒子的表征
• 4.3.1.1 柠檬酸三钠稳定的Au纳米粒子
• 4.3.1.2 水相稳定的CdTe纳米粒子
• 4.3.2 水相纳米粒子与聚电解质的静电组装
• 4.3.2.1 AuNPs/聚赖氨酸（PLL）复合纳米组装体
• 4.3.2.2 CdTe/聚赖氨酸（PLL）复合纳米组装体
• 4.3.2.3 CdTe/壳聚糖（CS）复合纳米组装体
• 4.3.3 水相CdTe纳米粒子与聚电解质的键合组装
• 4.3.4 同时偶联量子点与酞菁的h-PAMAM-g-PEG
• 4.4 本章小结
• 4.5 参考文献
• 附录
• 致谢