硅烷偶联剂修饰的FeO磁性纳米材料制备及其作为基因载体的研究

摘要

本文对硅烷偶联剂修饰的Fe<,3>O<,4>磁性纳米材料制备及其作为基因载体进行了研究。主要内容如下： (1)高温有机分解法制备得到Fe<,3>O<,4>粒子具备粒径小、粒径分布范围窄(10±2 nm)、比饱和磁化强度和超顺磁性等优良性能。在制备过程中，反应气氛、反应时间、反应物比例对Fe<,3>O<,4>的性能都有不同程度的影响，其中反应时间影响最大。最佳反应条件：反应回流时间30min，2-吡咯烷酮和乙酰丙酮铁比例为10：1(ml/mmol)。 (2)采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷为修饰剂，有效的改善磁性Fe<,3>O<,4>纳米粒子表面的疏水环境，成功制备出稳定性好、单分散的磁性Fe<,3>O<,4>/氨基硅烷复合纳米粒子。当氨基硅烷用量与四氧化三铁纳米粒的摩尔比为4：1时，微球的稳定性、分散性和磁性效果达到最佳；红外结果显示，经表面改性后，氨基作为功能性基团成功的负载到磁性Fe304纳米粒子表面，增强了微球的生物兼容性，可进一步修饰酶、抗体、DNA等活性物质。 (3)实验证明，经氨基硅烷修饰后的Fe<,3>O<,4>纳米颗粒能够有效的结合DNA，并能够保护DNA，使其不被DNase-Ⅰ核酸酶和血清所消化降解；当二者的质量比为1：2时，Fe<,3>O<,4>纳米颗粒微球结合DNA的效率最高，可达到90﹪以上；修饰后的Fe<,3>O<,4>纳米颗粒对细胞基本没有生物毒性，细胞的存活率为95﹪左右；转染报告基因EGFP-C2正常人肝细胞HL7702和人纤维肉瘤细胞HT1080，转染效率分别为63.2﹪和60﹪，高于脂质体的转染效率(30﹪)，是较为理想的基因转运载体。

目录

文摘

英文文摘

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第一章文献综述

1.1纳米载体介导基因转移的优势

1.2基因转移的纳米载体系统

1.3磁性Fe3O4纳米颗粒介导的基因传递的优势

1.4磁性Fe3O4纳米粒子的制备

1.5纳米粒子的修饰

1.6四氧化三铁纳米粒子表面修饰的研究进展

1.7本课题的提出

技术路线图

第二章超顺磁性Fe3O4纳米颗粒的制备

2.1实验部分

2.1.1试剂及测试仪器

2.1.2纳米Fe3O4颗粒的制备工艺

2.1.3透射电镜分析(TEM)

2.1.4 X-射线衍射分析(XRD)

2.1.5磁性分析(VSM)

2.2结果与讨论

2.2.1实验原理

2.2.2纳米Fe3O4颗粒晶体分析

2.2.3纳米Fe3O4颗粒形貌表征

2.2.4纳米Fe3O4颗粒磁性分析

2.2.5 Fe3O4颗粒生长的粒径控制机理

2.2.6反应条件对产物性能的影响

2.3本章小结

第三章γ-氨丙基三乙氧基硅烷修饰纳米Fe3O4颗粒研究

3.1实验部分

3.1.1试剂及测试仪器

3.1.2 Fe3O4/氨基硅烷复合纳米粒子制备

3.1.3红外光谱分析(FT-IR)

3.1.4透射电镜分析(TEM)

3.1.5 X-射线衍射分析(XRD)

3.1.6磁性分析(VSM)

3.2结果与讨论

3.2.1红外光谱分析

3.2.2透射电镜(TEM)表征

3.2.3修饰前后Fe3O4纳米粒子磁性变化

3.2.4氨基硅烷用量对磁性微球性能的影响

3.2.5 Fe3O4/氨基硅烷磁性微球的磁响应性测定

3.3本章小结

第四章Fe3O4/氨基硅烷磁性微球体外基因转运效率评价

4.1实验部分

4.1.1试剂及测试仪器

4.1.2 Fe3O4纳米颗粒的制备

4.1.3 Fe3O4/氨基硅烷复合纳米粒子的制备

4.1.4 Fe3O4纳米颗粒浓度的检测

4.1.5质粒DNA的提取

4.1.6 Fe3O4纳米颗粒的DNA结合实验

4.1.7 Fe3O4纳米颗粒的DNA保护实验

4.1.8细胞毒性实验(MTT)

4.1.9体外报告基因转染实验

4.2结果与讨论

4.2.1 Fe3O4及Fe3O4/氨基硅烷复合物制备

4.2.2 Fe3O4纳米颗粒与DNA的结合实验

4.2.3 Fe3O4/氨基硅烷与DNA形成复合体后对DNA的保护

4.2.4 Fe3O4/氨基硅烷纳米转运体系的细胞毒性实验

4.2.5 Fe3O4/氨基硅烷体外基因转运效率评价

4.3本章小结

第五章结论

参考文献

附录 硕士期间发表的论文

致谢