磁性四氧化三鐵納米顆粒的制備及其生物醫(yī)學功能研究.pdf

1、本論文主要研究的是磁性四氧化三鐵納米顆粒的制備及其在生物醫(yī)學中的應用。實驗分為兩個部分，第一部分將研究葡聚糖包裹的四氧化三鐵納米顆粒的制備、修飾及其在基因治療中的應用；第二部分主要是高溫分解法制備四氧化三鐵納米晶體，表面修飾后用于標記骨髓間充質(zhì)干細胞的性能研究。
　　 第一部分
　　 傳統(tǒng)的基因治療方法大都缺乏靶向性，嚴重地阻礙了基因治療研究的快速發(fā)展，開發(fā)新的基因載體是增強基因治療靶向性的關鍵問題。納米技術的發(fā)展，為解

2、決基因轉(zhuǎn)移載體問題提供了新的思路。體積微小、具有超順磁性的氧化鐵磁性納米顆粒，有望成為理想的基因載體材料。本論文第一部分研究擬制備具有磁性靶向功能的基因治療載體，體外轉(zhuǎn)染肝癌細胞，通過觀察磁性納米微粒對目的基因的靶向轉(zhuǎn)移作用，探討磁性納米材料用于靶向基因治療的可行性，為基因治療和靶向治療探索一條新的途徑。
　　 應用共沉淀法制備了葡聚糖包裹的氧化鐵納米顆粒（DION）。透射電鏡（TEM）檢測顯示其直徑約10nm，分布均勻，分散狀

3、態(tài)良好；振動樣品磁力計（VSM）分析結果表明DION具有超順磁性。為了能夠結合DNA，我們在DION表面修飾了聚乙烯亞胺，成為PEI-DION，粒徑在155nm左右。凝膠阻滯實驗證實PEI-DION在與DNA質(zhì)量比為4:1時，能有效結合DNA。采用MTT實驗檢測了PEI-DION對NIH/3T3的細胞毒性，結果顯示PEI-DION的細胞毒性很小。以編碼綠色熒光蛋白的基因EGFP-C1為報告基因，PEI-DION體外轉(zhuǎn)染HepG2細胞以考

4、察PEI-DION體外基因轉(zhuǎn)染的能力。結果顯示PEI-DION可攜帶外源基因在HepG2細胞中表達，在PEI-DION與DNA質(zhì)量比為6:1時轉(zhuǎn)染效率最高，流式細胞儀檢測此時的細胞轉(zhuǎn)染效率為52.73％。由于PEI-DION具有超順磁性，在外加磁場的作用下可進行定向移動，實行靶向的基因治療。實驗中我們以編碼β-半乳糖苷酶的基因LacZ為報告基因，在外加磁場的作用下體外轉(zhuǎn)染HepG2細胞，X-gal染色結果表明PEI-DION可將DNA靶

5、向釋放到磁場區(qū)域的細胞中并表達目的蛋白。
　　 第二部分
　　 細胞標記在基礎細胞生物學及再生醫(yī)學研究中起著越來越重要的作用。隨著干細胞研究的不斷深入，干細胞移植已在多種疾病的治療中顯示出巨大的潛力和廣闊的應用前景。移植細胞的分布和遷移的分析對干細胞治療的研究至關重要。目前多采用熒光探針（如DAPI、DiI）、核酸標記（如BrdU）、轉(zhuǎn)基因標記（如EGFP、lusiferase）等作為標記物，通過離體組織的病理學觀察來判

6、斷細胞移植情況，這不符合未來干細胞臨床應用的需要。近年來，磁標記技術因其操作簡便、毒性低、標記效率高以及其特有的磁性能而吸引了越來越多的關注。本論文第二部分研究內(nèi)容將集中在制備超順磁性納米晶體，探討其用于標記大鼠骨髓間充質(zhì)干細胞的可行性，優(yōu)化標記濃度，提高標記效率。
　　 通過乙酰丙酮鐵和長鏈的二元醇在有機溶劑中高溫分解的方法制備油溶性單分散超順磁性氧化鐵納米晶體，并利用X-射線粉末衍射（XRD）、TEM、VSM對所得粒子的晶體

7、結構和物理性質(zhì)進行了表征。結果表明粒子為具有尖晶石結構的Fe3O4，直徑為10nm左右、分散性良好、無團聚，具有超順磁性，飽和磁化強度為38.6 emu/g。然后通過表面修飾2，3-二巰基丁二酸（DMSA）的方法制備了水溶性氧化鐵納米顆粒，紅外分析和熱重分析結果表明我們成功將DMSA偶聯(lián)到Fe3O4晶體表面，使油溶性Fe3O4納米晶體轉(zhuǎn)變成了水溶性納米顆粒。
　　 使用不同濃度的WION標記大鼠MSCs，通過普魯士藍染色和細胞計