基于功能化碳納米管的生化分析新方法及腫瘤細胞靶向殺傷新體系研究.pdf

1、碳納米管自1991年被發(fā)現(xiàn)以來，其獨特的結構、電學和機械性能引起了人們的廣泛關注。碳納米管的發(fā)現(xiàn)開辟了納米技術和材料科學的一個新時代，人們在不斷開發(fā)這一新型材料的合成、分離、純化等途徑的同時，也在努力挖掘著其潛在的應用價值。碳納米管巨大的比表面積，獨特的空腔結構使其在分離領域嶄露頭腳；生物分子功能化的碳納米管更顯示了其在藥物輸送及靶向治療領域十分誘人的應用前景。本論文正是基于以上研究背景，圍繞如何將碳納米管應用到分離分析研究的重要發(fā)展前

2、沿之一的芯片電泳技術中，開展了芯片電泳手性分離分析的相關新方法研究；圍繞如何進一步將碳納米管應用到生命體系，開展了碳納米管的細胞載體功能及其在靶向癌細胞殺傷中的探索研究工作。論文工作具有較強的原始創(chuàng)新性，實現(xiàn)了納米技術、微全分析技術和生命科學等領域的多學科交叉。具體內容如下： 第一章在對碳納米管的結構作簡要介紹后，總結概括了碳納米管的生物分子功能化方法，并就其在生物傳感器、分離分析及活的生命體系領域中的應用進展作了綜述。最后在此

3、基礎上提出了本論文的研究思路和創(chuàng)新點。 第二章用涂層法制備了單壁碳納米管修飾電極，研究了該電極對色氨酸的電催化作用。在0.1 M的鄰苯二甲酸氫鉀.鹽酸(pH 2.5)緩沖溶液中，色氨酸的氧化峰電位由裸玻碳電極上的0.95 V負移至修飾電極上的0.84 V，而且在修飾電極上色氨酸的氧化峰電流顯著增加。色氨酸濃度在1.2×10<'-6>3.0×10<'-4> M濃度范圍內，其峰電流與濃度呈線性關系，檢測限為2.5×10<'-7>M。

4、該修飾電極穩(wěn)定性好，在一定條件下可應用于對色氨酸的分析測試中。 第三章工作是基于高分子材料聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)芯片上開展的手性分離新方法研究。首先，將羧基化單壁碳納米管共價結合上牛血清蛋白(BSA)手性拆分試劑，再將其修飾在硅羥基化后的PMMA芯片通道表面作為手性固定相，用于L/D色氨酸異構體的手性拆分。當芯片通道長為32 mm時，該方法能在70秒內實現(xiàn)色氨酸異構體的分離，所得分離度約為1.35。工作中，采用芯片電泳(M

5、CE)聯(lián)合激光誘導熒光(LIF)實驗證明了固定相在芯片通道內能長久穩(wěn)定存在，同時考察了影響手性分離的各種條件。在最優(yōu)化條件下，實驗結果表明該方法有較好的重現(xiàn)性。此處所提出的這種策略可望應用于那些需要在芯片通道內進行修飾的研究，如酶反應器和免疫分析或其它一些高通量分析等領域。第四章工作圍繞功能化碳納米管的細胞運載功能展開。采用具有細胞載體功能的碳納米管攜帶上毒素蛋白中的“彈頭”——蓖麻毒素A鏈(RTA)，旨在考察碳納米管攜帶毒素蛋白的能力

6、，同時考察攜帶進細胞的RTA生物活性保持情況。共聚焦熒光顯微鏡結果顯示，多壁碳納米管(MWNT)是一種簡單有效的RTA的載體，流式細胞儀結果表明，攜帶進細胞的毒素蛋白保持了很強的生物活性，眾多細胞株都有較高的死亡率。工作中對影響細胞死亡率的條件，如孵育時間，毒素蛋白濃度等進行了深入細致的考察。另外，本工作中使MWNT結合上毒素蛋白的同時結合上HER-2抗體蛋白，考察了這一多重修飾的碳納米材料對HER-2受體過量表達的人乳腺癌細胞MDA-