基于C60纳米颗粒的共振光散射法用于核酸及药物的分析研究

摘要

共振光散射技术是近年来新兴的一种分析方法，凭借它灵敏度高、简便易操作、对仪器试剂要求不苛刻等优点备受关注。目前，已广泛应用于分析化学、材料科学、生命科学以及环境监测等诸多领域。其中，利用纳米颗粒的特性作为共振光散射探针分析药物小分子、核酸等生物大分子含量的报道已有一些，但是利用碳纳米材料作为共振光散射探针来进行分析的文献却并不多见。本论文试图寻找新的共振光散射探针，建立灵敏便捷的核酸和药物小分子定量检测方法。以共振光散射技术为主要的研究方法，利用紫外-可见吸收光谱、纳米粒度分析仪以及扫描电镜等实验方法对探针与核酸的结合机理进行了深入探讨。主要内容包括如下几个部分:
　　 1.研究了C60纳米颗粒对CTAB-核酸体系的共振光散射信号的影响，并在最优实验条件下，根据共振光散射信号与核酸浓度的关系建立核酸的共振光散射定量方法。ctDNA和hsDNA的线性范围分别是:0.02-2.80μg mL-1和0.04-4.66μg mL-1，检测限达到ng mL-1。将该方法用于合成样品中核酸含量的分析，结果令人满意。实验还对C60-CTAB-核酸的相互作用机理进行讨论，结合紫外-可见吸收光谱及纳米粒度分析等实验方法，推测体系中三者形成复合物是共振光散射信号增强的原因。
　　 2.研究了C60纳米颗粒-壳聚糖-核酸体系的共振光散射增强现象。研究发现，C60纳米颗粒的加入能够使体系的共振光散射信号明显增强，并与核酸的浓度在一定范围内呈良好的线性关系，由此建立了核酸的定量方法。其中ctDNA的线性范围在0.02-7.0μg mL-1，检测限为1.89×10-8g mL-1; hsDNA的线性范围在0.04-4.72μg mL-1，检测限为3.24×10-8 g mL-1，并将此方法用于合成样品分析，结果令人满意。机理研究表明，在酸性条件下，由于壳聚糖分子表面带正电荷，与带负电荷的C60纳米颗粒、核酸之间通过静电引力作用形成新的复合物，引起共振光散射信号的明显增强。
　　 3.本论文还对药物小分子的共振光散射定量方法进行了研究，选用抗炎药物酮洛芬进行分析，在含有Al3+的酮洛芬溶液中加入适量的C60纳米颗粒，能够使体系的共振光散射信号明显增强。根据此方法建立的酮洛芬定量曲线的线性范围在1.0×10-8-2.0×10-6 mol L-1，检测限可达到1.2×10-9 mol L-1。应用此方法分析了酮洛芬缓释胶囊中的药物含量，结果满意。
　　 4.利用荧光分析法分析了抗肿瘤药物阿霉素(ADM)、米托蒽醌(MTX)与BSA的相互作用，并与C60纳米颗粒共存时ADM、MTX与BSA相互作用的情况进行了对比，然后利用同步荧光分析法、紫外光谱法等进行验证。结果显示，ADM和MTX与BSA的结合会受到C60纳米颗粒的影响，其结合常数，结合位点数以及结合模式都发生了改变，此实验结果对纳米药物的研发以及实际应用纳米颗粒作为药物载体的研究十分有意义。

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摘要

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英文缩略词表

第一章 绪言

1 共振光散射技术

1．1 共振光散射简介

1．2 共振光散射技术的测定原理

1．3 共振光散射技术的优缺点比较

1．4 共振光散射技术的应用

1．5 共振光散射技术的未来

2 纳米粒子在医药分析中的应用

2．1 金属纳米材料

2．2 碳纳米材料

3 本文研究的主要内容及意义

第二章 富勒烯-CTAB-核酸共振光散射体系研究及其应用

1 实验部分

1．1 仪器

1．2 试剂

1．3 实验方法

2 结果与讨论

2．1 共振光散射光谱

2．2 条件优化

2．3 工作曲线以及检测限

2．4 干扰实验

2．5 样品分析以及回收率实验

3 机理探讨

3．1 电位实验

3．2 紫外吸收光谱分析

4 结论

第三章 富勒烯-壳聚糖-核酸共振光散射增强效应及其应用

1 实验部分

1．1 仪器

1．2 试剂

1．3 实验方法

2 结果与讨论

2．1 共振光散射光谱

2．2 条件优化

2．3 工作曲线及检测限

2．4 干扰实验

2．5 样品分析

3 机理讨论

3．1 电位实验

3．2 紫外吸收光谱实验

4 结论

第四章 共振光散射法测定抗炎药物酮洛芬

1 实验部分

1．1 仪器

1．2 试剂

1．3 实验方法

2 实验结果与讨论

2．1 共振光散射光谱特征

2．2 实验条件优化

2．3 酮洛芬标准曲线的建立

2．4 干扰实验

2．5 实际样品测定

3 结论

第五章 C60纳米颗粒共存条件下两种抗肿瘤药物与牛血清白蛋白相互作用研究

1 前言

2 仪器与试剂

2．1 主要仪器

2．2 主要试剂

3 实验部分

3．1 两种抗肿瘤药物与BSA相互作用

3．2 C60共存条件下对两种抗肿瘤药物与BSA相互作用的影响

4 结果与讨论

4．1 两种抗肿瘤药物与BSA相互作用的结果分析

4．2 C60共存对两种抗肿瘤药物与BSA相互作用的影响分析

5 结论

参考文献

个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果

致谢