叶酸点击化学功能化金材料及其传感性能研究

摘要

点击化学(Click Chemistry)是2001年Sharpless首次提出的一种快速合成大量化合物的新方法，具有高选择性、模块化、产率高、生物相容性好的特性；Fe3O4@Au核壳纳米颗粒结合了金纳米颗粒的化学稳定性和生物兼容性以及Fe3O4纳米颗粒的磁性优势，可以有效克服磁性纳米颗粒稳定性差、易团聚和表面功能基团少等缺点；叶酸(folic acid，FA)及其衍生物具有稳定、价格低廉、无免疫原性和适用的癌细胞范围广等特性，并可以与癌细胞表面的叶酸受体(folate receptor，FR)特异性结合，被高效介导内化进入癌细胞内，为医学领域靶向治疗癌细胞提供依据。本论文首先合成了Fe3O4@Au核壳纳米颗粒，通过点击化学将炔基化叶酸固定到Fe3O4@Au核壳纳米颗粒上，用于识别白血病细胞K562；另外，还通过点击化学将炔基化叶酸链接到金电极表面，用于识别白血病细胞K562，并采用电化学方法对其进行研究。具体研究结果如下：
　　 采用共沉淀法制备Fe3O4磁性纳米颗粒，并在此基础上采用柠檬酸钠还原HAuCl4的方法制备Fe3O4@Au核壳纳米颗粒。通过透射电镜(TEM)、动态光散射(DLS)、能量衍射光谱(EDS)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、X-射线衍射仪(XRD)、振动样品磁强计(VSM)分别对产物的形貌、粒径分布、结构、组成、磁性等性质进行表征。结果表明：Au成功包裹在Fe3O4纳米颗粒表面，所制得的Fe3O4@Au核壳纳米颗粒在水中的分散性较好，粒径比较均匀（约20 nm），且当Fe3O4和Au摩尔比为5:1时，制备的Fe3O4@Au核壳纳米颗粒的磁性较好。
　　 将制备的Fe3O4@Au核壳纳米颗粒表面修饰上端基为叠氮基的混合硫醇，在Cu(I)催化作用下，通过具有可靠、高选择性、易于反应的点击化学将炔基化叶酸链接到Fe3O4@Au核壳纳米颗粒上，并与白血病细胞K562孵育，在外磁场作用下，通过光学显微镜观察细胞变化。实验发现：与点击化学功能化Fe3O4@Au核壳纳米颗粒孵育后的白血病细胞K562，可在外磁场作用下，向外磁场方向移动。这结果表明叶酸点击化学功能化后的磁性纳米颗粒已经与细胞表面的叶酸受体很好的结合，对细胞有很好的识别作用。
　　 采用叠氮十一烷基硫醇(N3(CH2)11SH)和6-巯基-己醇(MCH)的混合溶液在金电极表面成功修饰一层结构有序的端基为叠氮基的自组装单分子层(SAMs)，然后在Cu(I)催化作用下，通过点击化学将炔基化叶酸链接到金电极上，并与白血病细胞K562在37 ℃下孵育，通过电化学方法和光学显微镜观察电极上的细胞变化，电化学实验结果发现在0.60 V有明显的氧化还原峰，表明叶酸修饰到电极上。随着在白血病细胞K562（分散于磷酸盐缓冲液PBS(pH=7.4)）中孵育时间的延长(20 min、40 min、60 min)，对应的电化学交流阻抗的电阻值不断增加，并且用光学显微镜观察到吸附到金电极表面的细胞数量不断增加。实验结果表明通过点击化学已成功将叶酸修饰到金电极上，并通过与细胞表面的叶酸受体特异性结合，对细胞起到良好的识别作用。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：论文中相关缩写的中英文对照

声明

1 引 言

2 实验材料与方法

3 结果与讨论

4 主要结论

5 展望

致 谢

参考文献

附录： 作者在攻读硕士学位期间发表的论文