納米材料表面性質對細胞攝取的研究.pdf

1、隨著納米技術的飛速發(fā)展，納米材料本身所具有的一些特殊性質使得它在各領域特別是生物醫(yī)藥領域的應用也越來越廣泛。而這些性質中比較重要的一點是它的可調控性。通過控制納米材料的各種性質如尺寸、形狀、表面性質等可以得到滿足不同需要的納米材料。但是現(xiàn)在人們對于納米材料的性質與其生物學效應之間關系的研究還需要進一步的深入。其中，納米材料與細胞的相互作用是其最重要的生物學效應之一。細胞攝取納米材料是納米材料產(chǎn)生生物學效應的重要基礎，因此研究納米材料的細

2、胞攝取有重要意義。因此，研究納米材料與細胞的相互作用，尤其是納米材料的細胞攝取，對于研究納米材料的生物效應以及開發(fā)納米材料在生物醫(yī)藥領域中的潛在應用至關重要。
　　哺乳動物的巨噬細胞和非巨噬細胞能通過特有的途徑將納米材料內(nèi)化，從而使納米材料在生物體內(nèi)體現(xiàn)出一定的生物學效應。人們通過改變納米材料的一些特有性質調節(jié)納米材料的細胞攝取量。這種調節(jié)包括正調節(jié)和負調節(jié)。為了利于在生物醫(yī)學領域的應用，特別是載藥、醫(yī)學成像等，納米材料被功能化修

3、飾從而能夠更好地被細胞攝取;而對人體造成損害的納米材料，我們希望它們不被細胞攝取。影響納米材料和細胞相互作用的因素有納米材料的尺寸、形狀、納米材料的組成、表面性質等。其中納米材料的表面性質不同會導致納米材料與細胞之間發(fā)生各種各樣的相互作用力。納米材料和細胞的相互作用主要有靜電相互作用力、輸水作用力、氫鍵作用力、π-π堆積和空間位阻等。
　　為了闡述納米材料的性質與細胞攝入的關系，本工作著重研究了納米材料的表面性質對納米材料的細胞攝

4、取的影響。本工作的第一部分合成了氫鍵連續(xù)變化的納米陣列。通過金硫鍵將所需配體連接到金納米表面，調節(jié)表面配體的比例得到一系列表面性質連續(xù)變化的金納米系列。每個系列的納米材料有一個連續(xù)變化的性質，而其他性質的改變也在可控范圍內(nèi)。
　　本工作的第二部分通過使用本實驗室自主合成的五個表面性質包括親疏水性、表面電荷密度、表面氫鍵、表面π鍵和表面空間位阻連續(xù)變化的金納米系列（其中表面氫鍵連續(xù)變化系列由本文合成），選用易于接觸納米顆粒的器官來源

5、的THP-1和A549兩種細胞系作為巨噬細胞和非巨噬細胞的代表，采用ICP-MS對細胞內(nèi)的金納米顆粒進行定量，研究不同性質對納米材料的細胞攝取的影響。結果顯示影響納米材料的細胞攝取的表面性質是親疏水性、表面電荷及氫鍵給體比例，其中最重要的影響因素是疏水性。另外，氫鍵給體比例，正電荷密度對細胞攝取納米顆粒的影響較大，而其中負電荷密度對巨噬細胞攝取納米顆粒也有影響較大。這些結果說明納米材料的表面物理化學性質對納米材料的細胞攝取有非常重要的影