生物医用磁性纳米材料的制备及应用

论文摘要

本文系统地研究了两部分内容:水基磁性液体的制备、表征及在生物医学中的应用和磁性聚合物微球的制备及表征。具体包括以下几个方面内容:（1）以FeCl2·4H2O和FeC13·6H2O为铁源,NH3·H2O为沉淀剂,利用共沉淀法合成磁性纳米Fe3O4。为了制备含羧基的磁性纳米粒子,提高其生物相容性,我们通过两步法在磁性粒子的表面进行羧基化反应。首先采用共沉淀法制备葡聚糖包覆的磁性纳米粒子,然后在再碱性条件下,磁性纳米颗粒表面的葡聚糖与氯乙酸反应。考察了不同氯乙酸用量和不同氢氧化钠浓度对纳米粒子表面羧基数量的影响,考察了pH值和离子强度对纳米颗粒稳定性的影响。羧基化后的磁性纳米粒形状为类圆形,粒径尺寸约27 nm,呈超顺磁性,能稳定保存。把所制备的磁性液体用作磁共振成像造影剂研究,获得较好的效果。（2）采用共沉淀法制备葡聚糖包覆磁性纳米粒,然后在碱性条件下,纳米颗粒表面葡聚糖与氯乙酸反应,使得其表面含有羧基。通过DCC/NHS方法,磁性纳米颗粒表面的羧基与聚乙烯亚胺（PEI）反应连接在一起,使纳米颗粒表面修饰上氨基。含有绿色荧光蛋白基因的质粒DNA通过静电吸附作用与纳米颗粒表面的氨基结合在一起。考擦了PEI磁性纳米粒在不同pH值和不同离子强度下的稳定性,观察了PEI磁性纳米粒和DNA结合后的磁性纳米粒的形态和大小。采用MRI技术,考察了磁性转染和常规转染对绿色荧光蛋白表达效率的影响。采用荧光显微镜直接观察绿色荧光蛋白基因在细胞内的表达。（3）采用两步法,制备了壳聚糖-聚丙烯酸磁性微球。首先以壳聚糖为模板,丙烯酸为单体,过硫酸钾为引发剂,采用乳液聚合的方法,制备出壳聚糖-聚丙烯酸微球。然后把制备好的葡聚糖稳定的磁性流体加入到壳聚糖-聚丙烯酸微球乳液中,加入戊二醛交联壳聚糖,使磁性纳米颗粒进入壳聚糖微球的内部。获得的磁性微球经磁分离后采用XRD、TEM、SEM、IR、VSM等测试手段表征后,发现其颗粒的粒约为100 nm,且Fe3O4较好的被壳聚糖-聚丙烯酸微球包裹,固含量超过40%,磁响应性强达到29.1 emu/g。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 引言
• 1.2 磁性纳米材料的制备与改性
• 1.3 磁性纳米粒在生物医学领域的应用
• 1.4 磁性微球的合成及特性
• 1.5 磁性微球的应用
• 1.6 本论文研究的目的、意义及内容
• 1.6.1 本论文的目的和意义
• 1.6.2 本论文的内容
• 第二章 羧基化葡聚糖磁性纳米粒的制备、表征及其应用
• 2.1 引言
• 2.2 实验和分析方法
• 2.2.1 主要原料
• 2.2.2 实验装置和设备
• 2.2.3 分析方法
• 2.3 实验内容
• 2.3.1 葡聚糖包覆磁性纳米粒的制备
• 2.3.2 磁性纳米粒表面羧基化
• 2.4 结果与讨论
• 第三章 PEI 修饰的磁性纳米粒的制备及在基因传递中的应用
• 3.1 引言
• 3.2 实验和分析方法
• 3.2.1 主要原料
• 3.2.2 实验装置和设备
• 3.3 实验内容
• 3.3.1 羧基葡聚糖包覆磁性纳米粒的制备
• 3.3.2 PEI 修饰磁性纳米粒的制备
• 3.3.3 PEI 磁性纳米粒负载质粒DNA
• 3.3.4 细胞培养
• 3.3.5 细胞转染
• 3.4 结果与讨论
• 第四章 壳聚糖-聚丙烯磁性微球的制备和表征
• 4.1 引言
• 4.2 实验和分析方法
• 4.2.1 主要原料
• 4.2.2 实验装置和设备
• 4.3 实验内容
• 4.3.1 葡聚糖包覆磁性纳米粒的制备
• 4.3.2 壳聚糖-聚丙烯酸微球的制备
• 4.3.3 壳聚糖-聚丙烯酸磁性微球的制备
• 4.4 结果与讨论
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 进一步工作的展望
• 参考文献
• 文章录用与发表
• 致谢