可控粒徑磁性納米顆粒制備及其在CNVs信息檢測和靶向給藥領(lǐng)域的應(yīng)用.pdf

1、磁性納米顆粒(magnetic nanoparticles，MNPs)作為一種新型納米功能材料在近幾十年得到了迅猛的發(fā)展。其中磁性復(fù)合粒子成為了近年來生物材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一，它具有尺寸小、比表面積大、表面活性高、生物相容性好、流體穩(wěn)定性好、比飽和磁化強(qiáng)度高及在外磁場作用下磁響應(yīng)快速等一系列優(yōu)良特性。磁性納米粒子的應(yīng)用不僅為功能材料的研究進(jìn)展指明了新的方向，還為生物分離、生物信息提取和檢測提出了新的思路，同時也為臨床上的一些疑難雜癥如

2、各種癌癥的治療提供了新的路徑。本論文的主要內(nèi)容是通過溶劑熱法制備兩種不同結(jié)構(gòu)（實心/空心）磁性納米粒子。以實心磁性納米顆粒為磁性載體結(jié)合磁分離技術(shù)、熒光檢測手段、PCR(Multiplex polymerase chain reaction)技術(shù)及化學(xué)發(fā)光技術(shù)構(gòu)建了引物延伸檢測CNVs(Copy-number variants)信息的新方法。以空心磁性納米顆粒為磁性載體，殼聚糖為骨架材料，腫瘤常用藥5-氟尿嘧啶為模型藥物，制備了5-氟尿

3、嘧啶載藥顆粒，建立了磁性靶向載藥體系。具體內(nèi)容包括:
　　 1.溶劑熱法分別制備實心/空心磁性納米顆粒及pH值對產(chǎn)物的影響
　　 采用經(jīng)典的溶劑熱法進(jìn)行磁性納米顆粒的制備，并對反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間、反應(yīng)物用量、反應(yīng)物分子量等可能影響產(chǎn)物的各項因素進(jìn)行了探討，實驗結(jié)果表明這些因素對產(chǎn)物的大小、形貌等無顯著影響。對比溶劑熱法和共沉淀法制備磁性納米顆粒的條件及其產(chǎn)物推測pH值對于磁性納米顆粒的影響較大，并進(jìn)行了實驗驗證。通過調(diào)節(jié)

4、反應(yīng)前溶膠液的pH值進(jìn)行實驗，對不同pH值條件下制備結(jié)果比較得到以下結(jié)論:pH值對產(chǎn)物粒徑有顯著影響——產(chǎn)物粒徑隨著反應(yīng)前溶膠液的pH值的增加而明顯的減小。通過調(diào)節(jié)pH值制備出一系列粒徑不同、大小均勻、相貌良好的磁性顆粒，并對不同粒徑的顆粒進(jìn)行一系列表征，結(jié)果顯示:
　　 實心顆粒:粒徑分析顯示顆粒粒徑最小為10 nm左右，最大約為600 nm。磁滯回歸由線表征顯示當(dāng)顆粒粒徑為300 nm左右時，其飽和磁性強(qiáng)度最大為84.26

5、emu/g，顆粒粒徑為10 nm左右時，其飽和磁性強(qiáng)度最小僅為30.235 emu/g。
　　 空心顆粒:粒徑分析顯示顆粒粒徑最小為30 nm左右，最大約為600 nm。磁滯回歸由線表征顯示當(dāng)顆粒粒徑為600 nm左右時，其飽和磁性強(qiáng)度最大為71.523 emu/g，顆粒粒徑為30nm左右時，其飽和磁性強(qiáng)度最小為55.663 emu/g。
　　 為了使磁性納米顆粒更穩(wěn)定、更容易進(jìn)行表面集團(tuán)修飾，采用St(o)ber水解法

6、在Fe3O4表面包被了SiO2殼，從而制備了磁含量較高的Fe3O4@SiO2復(fù)合磁性顆粒。由結(jié)果可知，制備出的復(fù)合顆粒表面SiO2殼不平滑但是包被均勻，具有明顯的核殼結(jié)構(gòu)，平均直徑為600 nm大小比較均一，具有超順磁性。
　　 2.鏈霉親和素復(fù)合磁性納米顆粒生物信息提取能力驗證
　　 采用戊二醛法對Fe3O4@SiO2復(fù)合磁性顆粒進(jìn)行鏈霉親和素修飾制備Fe3O4@SiO2@S(A)復(fù)合顆粒，并對鏈霉親和素在磁納米顆粒表

7、面的最大固定化容量進(jìn)行探索。結(jié)果顯示:實心顆粒鏈霉親和素最大固定量為2.9μg/100μg;空心顆粒鏈霉親和素最大固定量為2.3μg100μg。
　　 采用熒光檢測手段進(jìn)行Fe3O4@SiO2@SA性能驗證，用修飾有鏈霉親和素的自制磁性顆粒對生物素?zé)晒馓结樳M(jìn)行捕捉，并以商品化鏈霉親和素顆粒進(jìn)行對照，對其反應(yīng)時間進(jìn)行優(yōu)化。自制鏈霉親和素顆粒在反應(yīng)5分鐘后就基本達(dá)到平衡，對比商品化顆粒可以看出自制顆粒比商品顆粒反應(yīng)更為迅速且反應(yīng)效率

8、更高。對生物素?zé)晒馓结槤舛冗M(jìn)行實驗優(yōu)化，發(fā)現(xiàn)實心鏈霉親和素顆粒探針連接的飽和濃度為0.45μM，每毫克納米顆粒表面寡核苷酸生物素探針的最大固定量為1800 pmol;空心鏈霉親和素顆粒探針修飾的飽和濃度為0.25μM每毫克納米顆粒表面寡核苷酸生物素探針的最大固定量為1000 pmol。以商品化鏈霉親和素磁性納米顆粒為對照實驗，對比實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn):自制磁性顆粒完全可以應(yīng)用于生物信息挑取，且與商品化顆粒相對比其提取效果更好。
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9、.基于磁性納米顆粒富集、生物素信號放大和化學(xué)發(fā)光技術(shù)的CNVs檢測新方法的建立及應(yīng)用
　　 借助磁性納米顆粒富集、生物素信號放大、PCR技術(shù)和化學(xué)發(fā)光檢測技術(shù)的優(yōu)勢，建立了引物延伸檢測CNVs新方法。將生物素探針通過鏈霉親和素-生物素反應(yīng)體系連接到鏈霉親和素修飾的磁性納米顆粒上，一次PCR循環(huán)擴(kuò)增的DNA片段與修飾在MNPs上的探(鏈)雜交后進(jìn)行化學(xué)發(fā)光定量檢測，以相同體積去離子水代替擴(kuò)增的DNA片段，其它組分相(同)的反應(yīng)體系

10、作為空白對照實驗。檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn)一次PCR產(chǎn)物對應(yīng)的化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度為1470，空白實驗對應(yīng)的化學(xué)發(fā)光值為630，兩者相差840。經(jīng)過重復(fù)實驗發(fā)現(xiàn)該實驗具有較(強(qiáng))的穩(wěn)定性，結(jié)果顯示一次引物延伸可以實現(xiàn)CNVs信息的高效檢測和迅速定量。
　　 4.載藥空心磁性納米顆粒制備及其緩釋實驗
　　 采用5-氟尿嘧啶為模型藥物、戊二醛為交聯(lián)劑、殼聚糖為骨架材料，空心磁性納米顆粒為磁性材料，通過乳化交聯(lián)法制備了磁性納米載藥顆粒，構(gòu)建了磁性

11、靶向載藥系統(tǒng)，（應(yīng)）對載藥顆粒進(jìn)行表征、分析。表征結(jié)果顯示載藥后的磁性納米顆粒與裸磁顆粒相比，顆粒表面結(jié)構(gòu)有較大的變化。表面成分分析也顯示了載藥前后C元素含量的變化:Fe3O4中C元素的原子百分比為4.78％，載藥后Fe3O4@CS@5-Fu中C元素的原子百分比為15.05％。()滯回歸表明載藥顆粒的磁性仍然較強(qiáng)，含磁量較高，其飽和磁化強(qiáng)度為37.888 emu/g。()定了載藥顆粒的藥物包封率和載藥率，分別為21.60％，30.19％