磁纳米粒的表面改性及其生物医学应用研究

摘要

本文概述铁氧化物磁纳米粒的制备方法，提出铁氧化物磁纳米粒在生物医学领域应用必须具备的条件；系统的讨论了磁纳米粒表面改性研究的进展，对不同的修饰方法进行评价，并对磁纳米粒在生物医学上的应用进行了概述，提出本论文的研究内容为：磁纳米粒表面改性及其生物医学应用研究。 1.首次使用水溶性的寡聚苹果酸对Fe3O4纳米粒进行表面改性，得到了具有良好水分散性功能化的磁纳米粒的制备方法。寡聚苹果酸对Fe3O4纳米粒子的表面修饰是一种非常理想的表面改性方法，改性后磁纳米粒不但具备了良好的水相分散性，而且在磁纳米粒表面提供了活性羧基功能团。使磁纳米粒能够便捷的与各种生物分子相连，制各得到具有生物特异识别能力的磁纳米粒。通过偶联寡核苷酸链在磁纳米粒表面成功的制备了磁纳米DNA探针，该探针可以特异识别与其互补的核苷酸链，并且能够分离纯化。该方法制备的磁纳米粒在作为磁捕获探针的应用上有着良好的应用前景。 2.通过使用1％的四氧化锇／高碘酸钠作为油酸改性的γ-Fe2O3磁纳米粒的表面氧化剂，成功的设计了一种新的疏水性磁纳米粒的表面改性方法，得到了表面醛基化的磁纳米粒。同时使用表面醛基化的磁纳米粒进行酶的固定，及固定后酶活性检测研究。 3．通过使用小分子氨基酸类化合物改性表面醛基化的磁纳米粒，改变了磁纳米粒表面的亲水性能和官能化基团。为磁纳米粒的进一步应用提供了很好的条件。使用氨基葡萄糖酸表面改性的γ-Fe2O3磁纳米粒表现出了亲水性能优良属性，在水相中具有优异的单分散分散性。使用氨基葡萄糖酸表面改性的γ-Fe2O3磁纳米粒进行了系统的生物医学应用研究，氨基葡萄糖酸表面改性的γ-Fe2O3磁纳米粒成功的避免了巨噬细胞的吞噬作用，而癌细胞对其表现出良好的吞噬行为。利用氨基葡萄糖酸表面改性的γ-Fe2O3磁纳米粒制备的DNA探针也表现出了识别捕获特异DNA片段的能力。 4.通过研究低聚壳聚糖同表面醛基化的γ-Fe2O3磁纳米粒相互作用，制备了低聚壳聚糖表面改性的γ-Fe2O3磁纳米粒。结果表明使用壳聚糖表面改性磁纳米粒能明显够改善磁纳米粒的亲水性；壳聚糖表面改性的磁纳米粒因其表面的正电倚存在，使其易于吸附在细胞表面，对癌细胞的吸附作用更为显著。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1磁性材料的选择

1.2.磁性铁氧化物纳米粒的制备

1.2.1.三价铁离子与二价铁离子的共沉淀法制备Fe304磁纳米粒

1.2.2.其它水相合成方法

1.2.3.高温分解法制备纳米粒

1.3.磁纳米粒的表面改性

1.3.1.天然高分子材料对纳米粒的改性修饰

1.3.2.合成高分子材料对纳米粒的表面改性

1.3.3小分子改性的磁纳米粒

1.3.4.无机材料改性的磁纳米粒

1.4.磁纳米粒的生物医学应用

1.4.1.磁性高分子微球在生物技术中的应用

1.4.2.铁磁纳米粒的生物医学应用

1.5.研究课题的提出

1.6.参考文献

第二章聚苹果酸表面改性磁纳米粒及其DNA探针研究

2.1实验部分

2.1.1.低分子量聚苹果酸(OMA)的合成

2.1.2.Fe3O4磁纳米粒的制备

2.1.3.硅胺化试剂修饰的Fe3O4磁纳米粒的制备

2.1.4.寡聚节果酸表面改性的Fe3O4磁纳米粒的制备

2.1.5.寡核苷酸链对OMA-MNPs的偶联及其生物医学应用

2.2.结果与讨论

2.2.1.寡聚苹果酸的结构表征

2.2.2.Fe304磁纳米粒的表征

2.2.3.寡聚苹果酸表面改性的Fe304磁纳米粒的表征

2.2.4.寡核苷酸链对OMA-MNPs的偶联及其生物医学应用结果讨论

2.3.本章小结

2.4.参考文献

第三章表面醛基功能化的磁纳米粒的制备及其对酶直接固定的研究

3.1.实验部分

3.1.1.Fe(CO)5高温氧化分解制备磁纳米粒及其粒径控制研究

3.1.2.油酸改性的磁纳米粒的表面氧化

3.1.3.表面醛基化的γ-Fe2O3磁纳米粒的直接酶偶联应用研究

3.2.结果与讨论

3.2.1.γ-Fe2O3磁纳米粒的粒径控制

3.2.2.γ-Fe2O3磁纳米粒表面醛基化改性的表征

3.2.3.表面醛基化的γ-Fe2O3磁纳米粒的直接酶固定结果讨论

3.3.本章小结

3.4.参考文献

第四章氨基葡萄糖酸表面改性的磁纳米粒制备及其生物医学应用研究

4.1.实验部分

4.1.1氨基葡萄糖酸表面改性的γ-Fe2O3磁纳米粒的制备

4.1.2.氨基葡萄糖酸表面改性的γ-Fe2O3磁纳米粒的表征方法

4.1.3.氨基葡萄糖酸表面改性的γ-Fe2O3磁纳米粒的DNA探针研究

4.1.4.氨基葡萄糖酸表面改性的γ-Fe2O3磁纳米粒的细胞吞噬研究

4.2.结果与讨论

4.2.1.γ-Fe2O3磁纳米粒氨基葡萄糖酸改性前后的表面结构变化表征

4.2.2.氨基葡萄糖酸表面改性的磁纳米粒的TEM分析

4.2.3.氨基葡萄糖酸表面改性的γ-Fe2O3磁纳米粒水分散性及水溶液中的胶体稳定性测试

4.2.4.氨基葡萄糖酸表面改性的γ-Fe2O3磁纳米粒的XRD晶体结构及磁属性分析

4.2.5.氨基葡萄糖酸表面改性的γ-Fe2O3磁纳米粒的寡核苷酸偶联结果讨论

4.2.6.氨基葡萄糖酸表面改性的γ-Fe2O3磁纳米粒的细胞吞噬结果讨论

4.3.本章小结

4.4.参考文献

第五章低聚壳聚糖表面改性的磁纳米粒的制备及其细胞吞噬研究

5.1.实验部分

5.1.1.低聚壳聚糖表面改性的γ-Fe2O3磁纳米粒的制备

5.1.2.低聚壳聚糖改性的γ-Fe2O3磁纳米粒的细胞吞噬研究

5.2.结果与讨论

5.2.1.壳聚糖改性的γ-Fe2O3磁纳米粒的红外吸收表征

5.2.2.壳聚糖表面改性的γ-Fe2O3磁纳米粒在水分散相中的粒径分析

5.2.3.壳聚糖表面改性的γ-Fe2O3磁纳米粒细胞吞噬结果讨论

5.3.本章小结

5.4.参考文献：

第六章 其它小分子表面改性的γ-Fe2O3磁纳米粒的制备

6.1.实验部分

6.1.1.氨基酸类小分子表面改性的γ-Fe2O3磁纳米粒的制备

6.2.结果与讨论

6.2.1.γ-Fe2O3磁纳米粒小分子表面改性后的表征

6.2.2.氨基酸表面改性的γ-Fe2O3磁纳米粒的胶体稳定性

6.2.3.天门冬氨酸表面改性的γ-Fe2O3磁纳米粒的寡核苷酸偶联结果讨论

6.3.本章小结

第七章结论

附录

致谢