SiO2介孔材料的制备及其在生物医药领域的应用

论文摘要

1.巯基功能化介孔SiO2材料的制备及其重金属吸附特性以阳离子表面活性剂（CTAB）及三嵌段聚合物表面活性剂（P123）为模板剂制备介孔SiO2分子筛,并采用二甲苯回流方式巯基功能化介孔分子筛；利用TEM, SEM, FT-IR, XRD, N2吸附脱附对材料的形貌和结构进行了表征,并通过ICP-AES对材料吸附重金属离子前后的性质进行了表征；实验表明随着PH值升高,分子筛对于重金属离子的吸附效果也逐渐增强,其中在PH=7的时候,其效果最佳；比较改性及未改性的材料,前者对重金属离子的吸附效果要远远高于后者,并且巯基介孔材料具有选择性吸附能力,生物安全性高。2.SiO2核壳／介孔纳米材料的制备及其在生物领域的应用以平均粒径20nm的Fe304纳米颗粒为种子,在碱性环境下催化正硅酸乙酯水解制备了Fe3O4@SiO2核壳结构纳米复合粒子；并采用前接枝方式在40℃水浴温度下,APTES为硅烷偶联剂,制备了氨基功能化Fe3O4@SiO2纳米复合材料；通过透射电镜和红外光谱仪对材料的形貌和结构进行了表征,并且通过凝胶电泳,生物分光光度计等实验手段研究了材料氨基改性前后对质粒DNA的吸附性能,实验结果表明：氨基改性后的纳米复合材料比没有改性的材料对质粒DNA具有更加良好的吸附性能,改性后的材料在吸附量和吸附速率上均有大幅度提高,且随着材料的用量加大,其最终的吸附效果也更好,并且由于材料良好的磁性能,使得被吸附的DNA能够更有效更方便的被回收。此外,在上述实验的基础之上,采用CTAB, F127, P123, CTAC等活性剂中的其中两种为模板,通过不同的反应工艺制备形态各异的纳米级介孔材料,如蠕虫孔道状,短束装,长束装形态的Si02介孔材料,通过浸泡金属盐还原或者溶胶-凝胶反应包覆纳米铁核来使得这些介孔材料获得物理磁性,然后将这些材料做为药物载体模型,对其表面进行改性处理,接枝特定功能基团（以氨基为例）,通过上述核壳材料及纳米级介孔材料的生物转染实验和白鼠活体注射靶向模拟实验分析材料的转染效率,生物安全性能,及其靶向聚集性能；实验表明纳米级介孔材料的细胞转染效率与尺寸有关,材料的生物安全性较高,并能够实现磁性靶向聚集的效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 2介孔分子筛'>1.1 SiO₂介孔分子筛
• 1.1.1 介孔材料的研究背景
• 1.1.2 介孔材料的合成与后处理
• 1.1.3 介孔材料的形成机理
• 2材料的应用'>1.1.4 介孔SiO₂材料的应用
• 3O₄@SiO₂核壳结构纳米复合粒子'>1.2 Fe₃O₄@SiO₂核壳结构纳米复合粒子
• 3O₄@SiO₂核壳材料研究背景'>1.2.1 Fe₃O₄@SiO₂核壳材料研究背景
• 3O₄@SiO₂核壳材料的制备过程及其机理'>1.2.2 Fe₃O₄@SiO₂核壳材料的制备过程及其机理
• 3O₄@SiO₂核壳材料的应用'>1.2.3 Fe₃O₄@SiO₂核壳材料的应用
• 1.3 靶向基因治疗技术
• 1.3.1 基因治疗
• 1.3.2 纳米颗粒的靶向治疗技术
• 1.4 本文选题意义及研究内容
• 2材料的制备及其重金属吸附特性'>第二章 巯基功能化介孔SiO₂材料的制备及其重金属吸附特性
• 2.1 前言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验试剂
• 2介孔材料的制备'>2.2.2 MCM-41及SBA-16类型SiO₂介孔材料的制备
• 2.2.3 巯基功能化介孔材料的制备
• 2.2.4 重金属离子吸附实验
• 2.2.5 巯基SBA-15材料的毒性及药效实验
• 2.2.6 表征
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 介孔材料的表征
• 2.3.2 巯基功能化介孔材料的表征及其形成机理
• 2.3.3 不同硅烷浓度下的巯基接枝效率
• 2.4 巯基介孔材料的重金属吸附特性
• 2.4.1 改性前后介孔材料的铅离子吸附特性
• 2.4.2 不同PH值介孔材料的铅离子吸附特性
• 2.4.3 在水溶液及PBS缓冲液中-SH的重金属离子选择性吸附
• 2.4.4 巯基SBA-15材料的急性毒理及药效学实验
• 2/孔纳米材料的制备及其在生物领域的应用'>第三章 SiO₂/孔纳米材料的制备及其在生物领域的应用
• 3.1 前言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验试剂
• 3O₄@SiO₂复合纳米粒子的制备'>3.2.2 Fe₃O₄@SiO₂复合纳米粒子的制备
• 3.2.3 吸附实验
• 3.2.4 不同形态介孔材料的制备
• 3.2.5 具有物理磁性的复合材料制备
• 3.2.6 细胞转染实验及靶向模拟实验
• 3.2.7 表征
• 3.3 结果与讨论
• 3O₄@SiO₂核壳结构的表征'>3.3.1 Fe₃O₄@SiO₂核壳结构的表征
• 3.3.2 纳米介孔材料的TEM图分析
• 3.3.3 磁性纳米介孔材料的表征
• 3.3.4 核壳复合粒子吸附实验研究
• 3O₄@Si_O2核壳结构的磁性能研究'>3.3.5 Fe₃O₄@Si_O2核壳结构的磁性能研究
• 3O₄@SiO₂吸附质粒DNA作用机理分析'>3.3.6 氨基改性Fe₃O₄@SiO₂吸附质粒DNA作用机理分析
• 2核壳/介孔纳米材料的细胞转染效率初步研究'>3.3.7 SiO₂核壳/介孔纳米材料的细胞转染效率初步研究
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要的研究成果