介孔氧化硅納米材料對核酸的吸附和釋放性能的研究.pdf

1、基因治療技術(shù)是一項將人的正常或有治療功能的基因通過一定方式導(dǎo)入人體靶細胞以糾正基因缺陷或者發(fā)揮治療作用的生物醫(yī)學(xué)新技術(shù)，它主要應(yīng)用于遺傳病、惡性腫瘤等的臨床治療實驗?；蜣D(zhuǎn)移載體的研發(fā)是基因治療的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，也是制約基因治療技術(shù)進一步發(fā)展的瓶頸。介孔二氧化硅材料（Mesoporous Silica Nanoparticles，MSN）作為一種新材料，目前已廣泛用于細胞攝入和體內(nèi)藥物轉(zhuǎn)運研究。特別是MSN具有良好的生物相容性和生物可降解性

2、，所以它也是基因治療的優(yōu)良載體。
　　本研究主要利用不同孔徑的介孔二氧化硅納米材料SBA-15（孔徑4~7nm）和MCM-41（孔徑2~3nm）作為基因載體，探索MSN對核酸的吸附和釋放性能。本論文采用常規(guī)方法合成了SBA-15和MCM-41，并利用ATPS分別對這兩種材料進行了氨基化修飾。通過X-射線衍射光譜、紅外傅里葉轉(zhuǎn)換、透射電子顯微鏡和BET物理吸附儀對材料的形態(tài)結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)特性進行了表征，結(jié)果均顯示合成的材料具有明顯的

3、有序介孔結(jié)構(gòu)。氨基功能化后MSN的宏觀結(jié)構(gòu)沒有被破壞，且呈球形，粒徑在150nm左右。
　　論文研究了兩種材料對不同尺寸的核酸的吸附和釋放。針對100bp的DNA，紅外譜圖和X-ray衍射譜圖顯示材料的表面與DNA發(fā)生了較強的相互作用，透射電子顯微鏡結(jié)果顯示材料與DNA復(fù)合后，仍然保持其較有序的介孔結(jié)構(gòu)，BET吸附結(jié)果顯示吸附DNA后其比表面積有所下降。瓊脂糖凝膠電泳結(jié)果顯示，氨基化MCM-41可保護30bp和100bp的DNA不

4、受DNaseI降解，而對2.7Kb的DNA則沒有保護作用，氨基化SBA-15對三種DNA均無保護作用。
　　以鯡魚精DNA為模式核酸進行吸附與釋放實驗，結(jié)果證實氨基化MSN對DNA的吸附動力學(xué)曲線符合準(zhǔn)二級的動力學(xué)方程，擬合度較好，而準(zhǔn)一級吸附動力學(xué)方程只能更好的擬合初期階段的吸附過程。氨基化MSN對DNA的吸附等溫線可以用Langmuir等溫線模型和Freundlich等溫線模型來擬合，相關(guān)系數(shù)均達0.960以上。氨基化SBA-

5、15對DNA的最大吸附量為60μg/mg，氨基化MCM-41對DNA的最大吸附量達70μg/mg，其對應(yīng)的理論值分別為71μg/mg和78μg/mg。而未進行修飾的MCM-41和SBA-15幾乎對DNA沒有吸附能力。
　　本實驗還研究了不同 pH值、不同離子強度、以及磷酸緩沖液(Phosphate Buffered Saline，PBS)或模擬體液（Simulated Body Fluid，SBF）條件下氨基化MSN/DNA對DN