面向生物检测的纳米粒子制备及应用研究
金纳米粒子作为一种新兴的X射线断层扫描(CT)造影剂，有着优异的表面性质、成熟的制备路线及良好的生物相容性。目前临床上通常使用的商用CT造影剂是含碘的有机分子。金与碘相比，不仅稳定性高且生物毒性低，还拥有较高的原子序数和X射线吸收系数，有望成为新一代的CT造影剂。随着纳米材料和生物纳米技术的发展，金纳米颗粒作为CT造影剂领域也涌现出一些优秀的成果，如何使纳米金更好的成为造影剂应用于临床仍有待于继续研究和探讨。 随着生物技术的快速发展，磁分离技术正成为生命科学领域不可或缺的手段。基于磁性纳米粒子的核酸分离纯化技术以其简便、快捷、易自动化等特性，成为医学研究和食品领域的重要辅助工具。 本文主要研究了两种纳米粒子（金纳米粒子和磁性纳米粒子）的制备及应用研究。对于金纳米粒子的应用研究，通过结合可逆加成-断裂链转移聚合(Reversible Addition Fragmentation Chain Transfer Polymerization，简称RAFT)合成的聚合物和海藻酸钠微球，合成两种类型的微球，将其应用于以X射线为基础的CT造影剂研究。对于磁性纳米粒子，通过采用不同的有机分子以及高聚物对其修饰及表征，将其应用于转基因食品的分析和检测。主要内容如下: 1、采用RAFT合成方法，以2-(甲基丙烯酰基氧)乙基三甲基铵(METAC)，甲基丙烯酸聚乙二醇酯(PEGMA)为单体，以4-氰基-4-（苯基硫代甲酰硫基）戊酸(CTA)为链转移剂，偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂，合成RAFT聚合物PMETAC和pPEGMA。由于该聚合物末端带有苯硫基团，采用氨碱反应切除末端的苯硫基团可以暴露出巯基，得到聚合物PMETAC_SH和pPEGMA_SH。巯基具有和金纳米粒子的高度结合性，因此，利用这些聚合物和金纳米粒子强的相互作用力，包括巯基和金纳米粒子的化学吸附作用以及正电荷聚合物和负电荷纳米金之间的电荷作用，将聚合物修饰于金纳米粒子表面进而得到分散性较好的纳米复合物; 2、采用分子模拟的方法研究了聚合物PMETAC和PMETAC_SH与纳米金之间的作用关系。基于两种聚合物PMETAC和PMETAC_SH不同的聚合度(Degree of Polymerization，简称DP)，考察不同晶表面和聚合物的相互作用能;以及不同聚合物DP链长度对于其相互作用能的影响。通过作用强度，探究聚合物PMETAC和PMETAC-SH与金纳米粒子的具体结合位点; 3、分别采用共混和包被的方法制备海藻酸钠微球造影剂。共混型微球的制备是通过将海藻酸钠粘液和金纳米复合物混合，以氯化钡为交联剂，制备微球。包被型微球通过将金纳米复合溶液和海藻酸钠微球作用，制备出表面嵌有金纳米复合物的微球。分别将微球注射于小鼠体内进行实验分析，观测其造影效果。此方法制备出的微球造影剂在CT设备显影中，呈现一个亮环，更大程度的和体内组织或者杂质区分开来，显示出其造影应用的优势; 4、采用有机小分子和聚合物分别修饰磁性纳米粒子，应用于转基因食品的分析和检测。采用不同的表征手段对其进行分析，将得到的六种磁性微球分别进行DNA样品的提取。将得到的提取效果较好的磁球应用于市场上的豆类和转基因豆类分析，通过聚合酶链式反应(PCR)分析、电泳分析，来实现对转基因食品的分析和检测。
生物检测;纳米粒子;制备工艺
北京化工大学
博士
化学工程与技术
谭天伟
2015
中文
TB383
121
2015-12-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）