论文摘要
过去的十几年,有越来越多的研究兴趣集中在无机纳米粒子领域,特别是半导体纳米粒子与金属纳米粒子。由于这些纳米粒子具有独特的性质,特别是半导体纳米粒子、金纳米粒子与超顺磁纳米粒子,它们具有独特的发光,吸收与磁性性能,使得它们在生物、诊断与医药等领域显示出巨大的应用潜力。为了满足生物医学的应用要求,无机纳米粒子需要良好的生物相容性,低免疫识别性与较长的体内循环时间。目前的实际应用研究发现,生物体内复杂的生物环境往往会导致无机纳米粒子的非特异性吸附与聚集,因此体内循环时间也大大降低;同时,有些无机纳米粒子的潜在毒性也限制了其在生物系统中的应用。另外,部分纳米粒子只能在油相中分散。为了解决上述问题,对于无机纳米粒子的修饰成为了研究的热点。在修饰无机纳米粒子的方法中,利用无机纳米粒子与聚合物形成复合粒子是主要的方法之一;该方法可以利用高分子与无机纳米粒子相互作用,进而拓展其在生物领域的应用。目前,已经发展出了很多有效的方法,如使用聚合物配体及利用无机纳米粒子与聚合物的自组装过程,形成聚合物-无机纳米粒子复合粒子,尺寸可以控制在100nm以下。由于胺基聚合物中的胺基能与纳米粒子表面形成络合,从而具备作为配体的能力;同时,含胺基的聚合物能够在水溶液中质子化后带正电荷,可以与带负电荷的纳米粒子产生静电作用。所以使用含胺基的共聚物,可以同时修饰油相与水相的无机纳米粒子。本论文的研究重点是利用含胺基的共聚物（PEG-b-PDMAEMA与h-PAMAM-g-PEG）与无机纳米粒子的复合与组装,制备出规整结构的复合组装体,并以此实现修饰无机纳米粒子的目的。主要工作可以分为三个方面:1.在第二章中,我们合成了聚乙二醇-b-聚（N,N-二甲基胺基乙基甲基丙烯酸酯）（PEG-b-PDMAEMA）,并将其与巯基乙酸稳定的CdTe荧光半导体纳米粒子（也称量子点）静电相互作用,得到了复合纳米组装体。在一定的pH值下,PEG-b-PDMAEMA中带正点荷的PDMAEMA链段能与带负电荷的CdTe纳米粒子通过静电作用,形成核区,同时PEG段伸展于环境中,形成核-壳结构的组装体。随着CdTe纳米粒子用量的增加,复合组装体的尺寸逐渐减小。由于组装体具有核-壳结构,因此可以保护核区的荧光纳米粒子,使得荧光性质不受酸性环境与自由基的影响。由于共聚物中的PEG是一类很好的生物相容性物质,并提供立构稳定,而PDMAEMA也具有很低的毒性,因此得到的纳米复合粒子表现出良好的盐稳定性与细胞毒性。2.在第三章中,我们合成了聚乙二醇接枝的超支化聚酰胺胺h-PAMAM-g-PEG。超支化聚酰胺胺（h-PAMAM）具有与树枝状聚酰胺胺类似的结构和性质。在前面工作的基础上,我们系统研究了h-PAMAM-g-PEG与三种不同的水相纳米粒子（CdTe,Au和Fe3O4）的静电组装行为。由于h-PAMAM-g-PEG中h-PAMAM部分在一定pH下带正电荷,而三种水相纳米粒子均带负电荷,因此可以通过静电作用形成组装体。由于h-PAMAM-g-PEG具有特殊的接枝结构,较多的PEG接枝数目不利于静电组装体的形成。由于h-PAMAM分子内含有较多伯胺与仲胺基团,因此可以通过交联来固定组装体的结构。本章中制备的复合组装体也具有较低的细胞毒性,得到的聚合物-CdTe复合组装体可用于细胞成像。3.在第四章中,我们继续将静电组装中使用的h-PAMAM-g-PEG用于油相（CdSe、Au、Fe3O4）纳米粒子的修饰,实现了这些油相纳米粒子在水中的良好分散,同时保持了这些纳米粒子本身的特性,为后续的在生物医学应用打下基础。由于h-PAMAM-g-PEG中含有大量的胺基,可以与油相纳米粒子的表面形成很强的络合作用,因此可以h-PAMAM-g-PEG与油相纳米粒子进行配体交换,作为纳米粒子新的配体。因为h-PAMAM-g-PEG具有特殊的接枝结构,较多的PEG接枝数目不利于配体交换与转相。h-PAMAM-g-PEG聚合物具有较好的生物相容性,因此转相后h-PAMAM-g-PEG修饰的CdSe复合纳米粒子表现出很低的细胞毒性,同时具备生物成像的能力。