刺激响应性天然高分子/纳米粒子复合微球的制备及性能研究

摘要

壳聚糖、琼脂和明胶分别是自然界广泛存在的多糖类和蛋白质类天然高分子材料，它们具有良好的生物相容性、生物降解性、来源广泛、价廉易得等性能特点，因此在生物医用领域具有很好的应用价值。值得注意的是，这些天然高分子还具有刺激响应性，如温度刺激响应性和pH刺激响应性，这为其在药物控制释放、药物输送、医学诊断等领域提供了更广阔的应用前景。纳米粒子由于具有独特的物理和化学性能，已经受到了科研工作者的广泛关注，将纳米粒子与天然高分子进行复合，可以进一步促进纳米粒子在各领域的应用，特别是可以利用天然高分子材料所具有的良好生物相容性，拓展纳米粒子/天然高分子复合材料在生物医用领域的应用。
　　本论文首先采用一步法在水体系中合成水性ZnS量子点，再将ZnS量子点与壳聚糖溶液进行复合，然后利用壳聚糖的pH刺激响应性和气-液微流道技术制备了 ZnS量子点/壳聚糖复合微球，希望得到既具有 pH刺激响应性的溶胶凝胶转变性能，同时又能够保持良好荧光性能的微球。对硫化锌量子点及硫化锌量子点/壳聚糖复合体系进行测试表征，测试结果表明制备的ZnS量子点大小较均一，该量子点与壳聚糖的复合液具有明显的蓝色荧光。利用壳聚糖的 pH刺激响应性可以采用碱性溶液作为接收液形成量子点/壳聚糖复合微球，通过气-液微流道技术可以实现微球的尺寸可控制备，该复合微球具有pH刺激响应性，并在酸性条件下能够溶解，得到的复合液仍具有蓝色荧光，因此该量子点与壳聚糖复合微球在控制释放、生物标记和药物输送等领域具有潜在的用途。
　　此外，我们制备了磁性四氧化三铁纳米粒子，再将其与天然高分子材料琼脂和明胶进行复合，利用温度刺激响应性制备四氧化三铁纳米粒子/琼脂/明胶“母子”微球，即首先利用天然高分子琼脂的温度刺激响应性，采用温度条件控制的方法制备得到四氧化三铁纳米粒子/琼脂子球，然后利用天然高分子明胶的温度刺激响应性，采用温度条件控制的方法进一步制备得到四氧化三铁纳米粒子/琼脂/明胶“母子”微球。对该“母子”微球的性能进行了表征与分析，结果表明该“母子”微球具有磁性和温度刺激响应性，可以采用温度条件控制的方法分步溶解，该“母子”微球在药物输送、控制释放等领域具有潜在的应用价值。
　　本论文开展的刺激响应性天然高分子材料与纳米粒子复合微球的制备和性能研究工作，将为应用于控制释放、药物输送、智能给药系统、疾病诊断等生物医用领域的的研究和应用提供重要的理论和实践依据。

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第1章 绪论

1.1 天然高分子材料的概述

1.1.1 天然高分子材料来源、分类与应用

1.1.2 壳聚糖

1.1.3 琼脂

1.1.4 明胶

1.1.5 天然高分子的刺激响应性

1.2 天然高分子微球

1.2.1 天然高分子微球概述

1.2.2 壳聚糖微球

1.2.3 琼脂微球

1.2.4 明胶微球

1.2.5 微球制备

1.3 纳米粒子复合微球

1.3.1 量子点复合微球

1.3.2 磁性四氧化三铁纳米粒子复合微球

1.3.3 其他纳米粒子复合微球

1.4 本课题立题的目的和意义

1.5 本课题研究内容及设计思路

第2章 基于pH刺激响应性和微流道技术制备量子点/壳聚糖复合微球

2.1 引言

2.2 实验部分

2.2.1 实验药品与实验设备

2.2.2 硫化锌量子点的合成

2.2.3 硫化锌量子点/壳聚糖复合液的制备

2.2.4 硫化锌量子点/壳聚糖复合液及壳聚糖溶液的微流道成球

2.2.5 表征

2.3 结果与讨论

2.3.1 硫化锌量子点/壳聚糖复合液的制备

2.3.2 气-液微流道制备硫化锌量子点/壳聚糖复合微球

2.4 本章小结

第3章 温度刺激响应性磁性纳米粒子/天然高分子“母子”微球的制备

3.1 引言

3.2 实验部分

3.2.1 实验药品与实验设备

3.2.2 磁性四氧化三铁纳米粒子的合成

3.2.3 四氧化三铁纳米粒子/琼脂子球的制备

3.2.4 四氧化三铁纳米粒子/琼脂/明胶“母子”微球的制备

3.2.5 四氧化三铁纳米粒子/琼脂/明胶“母子”微球的温度刺激响应性溶解

3.2.6 表征

3.3 结果与讨论

3.3.1 磁性四氧化三铁纳米粒子的制备

3.3.2 四氧化三铁纳米粒子/琼脂/明胶“母子”微球的制备

3.4 本章小结

第4章 结论

参考文献

致谢

附录：硕士期间发表的文章