多功能磁性納米粒子的制備、表征及應(yīng)用.pdf

1、在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，隨著納米技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用的需要，多功能納米復(fù)合體系越來越受到研究者的青睞。目前研究較多的功能主要有：磁性顆粒的靶向、分離與磁共振成像功能；熒光量子點(diǎn)的熒光成像和識(shí)別功能；吸收電磁能，為藥物控釋、熱療等提供熱量的納米顆粒；表面包埋或改性提供特異性結(jié)合點(diǎn)；對(duì)溫度、pH值等環(huán)境敏感的智能響應(yīng)功能。將這些功能有機(jī)地結(jié)合于一體，能同時(shí)實(shí)現(xiàn)多種功能多重響應(yīng)，在生物標(biāo)記、生物分離、疾病的檢測(cè)與治療等諸多領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用前景。

2、 本研究制備了幾種具有磁性的多功能納米粒子，分為三個(gè)部分：1.磁性/溫敏/熒光多功能靶向藥物控釋體系。2.基于納米磁性粒子分離的固定化酶體系。3.磁性/熒光納米雙功能標(biāo)記體系。 靶向藥物控釋體系具有“定時(shí)定點(diǎn)”控制藥物釋放的特點(diǎn)，療效高、藥物用量少、毒副作用小，已成為現(xiàn)代藥劑學(xué)的發(fā)展方向和研究熱點(diǎn)。本研究制備了同時(shí)具有磁靶向、溫敏控釋和熒光示蹤功能的靶向藥物控釋體系。首先以磁性Fe3O4納米粒子為核，在磁性粒子表面原位還原Au3

3、+得到Fe3O4@Au核殼復(fù)合粒子。以Fe3O4@Au粒子為種子，通過共聚反應(yīng)在粒子表面繼續(xù)包裹聚(N-異丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)溫敏高分子層，最后通過靜電相互作用，將帶正電的CdTe量子點(diǎn)引入聚合物層，得到磁性/熒光/溫敏的多功能復(fù)合微球(Fe3O4@Au@PNIPAM/CdTe)。用紅外光譜、紫外-可見光譜、熒光光譜、掃描電鏡、X射線光電子能譜、動(dòng)態(tài)光散射、振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)表征了復(fù)合微球的形貌、粒徑分布、磁學(xué)性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)以及溫

4、敏特性。結(jié)果表明，該粒子具有超順磁性、熒光性和溫敏性能，集磁靶向、溫敏控釋和熒光示蹤功能于一體，在靶向藥物控釋領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。 固定化酶將酶分子束縛在載體上，既能保持酶的天然活性，增加酶的穩(wěn)定性，又便于與反應(yīng)液分離，可以重復(fù)使用。本研究制備了具有磁分離功能的新型固定化酶體系。在Fe3O4磁性納米粒子表面接枝羧甲基殼聚糖(CMC)，以CMC長(zhǎng)鏈上的氨基為結(jié)合位點(diǎn)，可將Au3+原位還原為納米金顆粒，制得Fe3O4/CMC/na

5、nogold復(fù)合載體。通過納米金與蛋白質(zhì)之間的Au-S共價(jià)鍵，可將辣根過氧化酶(HRP)固定在復(fù)合載體上。用紅外光譜、紫外-可見光譜、透射電鏡、動(dòng)態(tài)光散射、振動(dòng)磁強(qiáng)計(jì)、圓二色譜表征了復(fù)合載體的形貌、粒徑分布和磁學(xué)性質(zhì)。Fe3O4/CMC/nanogold復(fù)合載體具有超順磁性，HRP與載體結(jié)合前后沒有發(fā)生大的結(jié)構(gòu)變化。在相同濃度、相同PH值條件下，結(jié)合酶比自由酶具有更高的活性和更好的貯存穩(wěn)定性。該載體具有磁分離功能，分離過程條件溫和，有利

6、于保持酶的活性，可作為優(yōu)良的固定化酶載體廣泛應(yīng)用。 在分子影像學(xué)中，磁共振成像(MRI)具有無損害、空間分辨率高、可多維立體觀察的優(yōu)點(diǎn)，但敏感性相對(duì)較低。而活體熒光成像具有很高的敏感度，活體內(nèi)可檢測(cè)低數(shù)量級(jí)細(xì)胞群甚至單分子成像。本研究綜合MRI與熒光成像的優(yōu)點(diǎn)，制備了磁性/熒光納米雙功能標(biāo)記體系。首先制備單分散Fe3O4磁性粒子，利用巰基丁二酸穩(wěn)定的Fe3O4磁性粒子與巰基丙酸穩(wěn)定的CdTe納米晶體對(duì)金屬離子Cd2+的靜電相互作

7、用，將CdTe量子點(diǎn)共沉淀在Fe3O4粒子表面，得到Fe3O4@CdTe復(fù)合粒子。為避免CdTe對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生毒性，借助配體交換及硅烷水解，在Fe3O4@CdTe粒子表面包被薄層二氧化硅，得到磁性/熒光雙功能納米粒子。用雙功能粒子對(duì)大鼠骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(BMSCs)進(jìn)行標(biāo)記，結(jié)果表明所制備的雙功能粒子具有超順磁性和熒光性能，標(biāo)記BMSCs后熒光信號(hào)明顯，同時(shí)細(xì)胞的磁共振(MRI)信號(hào)明顯降低。該體系可廣泛應(yīng)用于活體磁共振和活體可見光聯(lián)合成像