【摘要】： 納米金(AuNPs)具有獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì),其物理性質(zhì)主要表現(xiàn)為表面等離子體共振吸收、增強(qiáng)磁共振、表面增強(qiáng)拉曼散射以及熒光增強(qiáng)和淬滅;其化學(xué)性質(zhì)主要包括抗氧化性、生物惰性、低細(xì)胞毒性以及容易通過(guò)Au S共價(jià)結(jié)合含有巰基的配體。用含有巰基的功能性配體對(duì)AuNPs進(jìn)行表面修飾,可以整合AuNPs的物理和化學(xué)性質(zhì)以及修飾配體的特殊功能,賦予AuNPs全新的化學(xué)和生物功能,使其能夠應(yīng)用于生物轉(zhuǎn)運(yùn)、生物傳感、生物成像和疾病治療等研究領(lǐng)域。本文設(shè)計(jì)并合成了多種含有巰基的陽(yáng)離子配體,通過(guò)配體交換法用這些陽(yáng)離子配體對(duì)AuNPs進(jìn)行表面修飾,制備了多種表面帶有正電荷且具有特殊化學(xué)和生物功能的AuNPs,利用這些AuNPs的化學(xué)和生物功能,將其分別應(yīng)用于細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)和微囊自組裝研究。 ①陽(yáng)離子多肽配體修飾的AuNPs用于基因轉(zhuǎn)運(yùn)研究。用多肽的固相合成法制備了四種陽(yáng)離子短鏈多肽RRR、KKK、KRK和HKRK,將其連接到巰基化合物上后分別用于AuNPs的表面修飾,得到表面帶有正電荷的RRR AuNPs、KKK AuNPs、KRK AuNPs和HKRK AuNPs,其中RRR AuNPs在水溶液中分散性差,其它三種納米粒子可以穩(wěn)定的分散于水溶液中。將三種在水溶液中具有良好分散性的AuNPs作為基因轉(zhuǎn)運(yùn)載體,以β 半乳糖苷酶(β gal)作為報(bào)告基因,293T細(xì)胞作為靶細(xì)胞進(jìn)行基因轉(zhuǎn)運(yùn)研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn):三種AuNPs均能將質(zhì)粒DNA轉(zhuǎn)運(yùn)至293T細(xì)胞內(nèi),并能使報(bào)告基因在細(xì)胞內(nèi)成功表達(dá),其基因轉(zhuǎn)運(yùn)效率依次為HKRK AuNPsKRK AuNPsKKK AuNPs;細(xì)胞毒性分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,KKK AuNPs具有微弱的細(xì)胞毒性,HKRK AuNPs和KRK AuNPs無(wú)明顯細(xì)胞毒性;透射電鏡(TEM)分析結(jié)果表明AuNPs轉(zhuǎn)運(yùn)載體進(jìn)入細(xì)胞的通道為細(xì)胞內(nèi)吞。 ②陽(yáng)離子多肽配體修飾的AuNPs用于酶的細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)研究。HKRK AuNPs在基因轉(zhuǎn)運(yùn)中表現(xiàn)出了細(xì)胞轉(zhuǎn)染率高和細(xì)胞毒性低的特點(diǎn),為深入研究HKRK AuNPs的細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)功能,將其作為蛋白酶β gal的轉(zhuǎn)運(yùn)載體,以HeLa、COS 1、C2C12和MCF7四種細(xì)胞作為靶細(xì)胞進(jìn)行酶的細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn):HKRK AuNPs可通過(guò)靜電吸附同β gal結(jié)合,兩者結(jié)合后β gal的二級(jí)結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生明顯改變;HKRK AuNPs可通過(guò)細(xì)胞內(nèi)吞的方式將β gal轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞內(nèi),并且該納米粒子具有將β gal從細(xì)胞內(nèi)吞過(guò)程中形成的內(nèi)涵體中釋放到細(xì)胞內(nèi)的功能,被轉(zhuǎn)運(yùn)的β gal在細(xì)胞內(nèi)能保持其原有的生物活性;阿爾馬藍(lán)細(xì)胞活性分析法、臺(tái)盼藍(lán)排除法和鈣黃綠素細(xì)胞活性分析法所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果均顯示,HKRK AuNPs在實(shí)驗(yàn)條件下無(wú)細(xì)胞毒性,是一種優(yōu)良的細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)載體。 ③陽(yáng)離子季胺(TTMA)配體修飾的AuNPs輔助酶自組裝催化微囊。將酶固定在比表面積大的球形載體上可提高酶的固定率和利用率,O/W乳滴是酶固定化的一種理想載體,但由于缺乏強(qiáng)烈的相互作用力,酶不能直接吸附在乳滴表面。用TTMA配體對(duì)AuNPs進(jìn)行表面修飾,得到表面帶有正電荷的TTMA AuNPs,將其同帶負(fù)電荷的β gal通過(guò)靜電吸附結(jié)合形成TTMA AuNPs/β gal復(fù)合物,用該復(fù)合物進(jìn)行O/W乳滴界面的自組裝研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn):單獨(dú)的TTMA AuNPs或β gal不能在乳滴界面進(jìn)行自組裝,但TTMA AuNPs/β gal復(fù)合物卻可以在乳滴界面自組裝形成穩(wěn)定的微囊;比較TTMA AuNPs、β gal和TTMA AuNPs/β gal復(fù)合物的表面電荷密度后發(fā)現(xiàn),TTMA AuNPs和β gal的表面電荷密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于TTMA AuNPs/β gal復(fù)合物,電荷密度降低是TTMA AuNPs/β gal復(fù)合物在乳滴界面發(fā)生自組裝的主要驅(qū)動(dòng)力;這種新型的自組裝方法可將溶液中99%以上的β gal固定到乳滴表面,并且β gal固定到乳滴表面后其生物活性可保留76%。 ④陽(yáng)離子精氨酸(Arg)配體修飾的AuNPs用于載藥納囊自組裝研究。以納米粒子作為囊壁的微囊在藥物轉(zhuǎn)運(yùn)研究領(lǐng)域有潛在應(yīng)用價(jià)值,但目前的方法只能自組裝粒徑在1~50μm左右的微囊,較大的尺寸限制了該類型微囊在細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)中的應(yīng)用。納米級(jí)微囊(納囊)自組裝困難的主要原因是納米粒子難以克服納米級(jí)乳滴的界面能和拉普拉斯壓力差,針對(duì)該技術(shù)難點(diǎn),本文設(shè)計(jì)了一種全新的納囊自組裝方法:首先用陽(yáng)離子Arg配體對(duì)AuNPs進(jìn)行修飾,得到表面帶有正電荷的Arg AuNPs,并用亞油酸作為油相制備納米級(jí)O/W乳滴模板;然后將兩者在溶液中混合進(jìn)行自組裝,Arg AuNPs表面的精氨酸與亞油酸末端的羧基之間形成強(qiáng)烈的氫鍵相互作用,這種超分子作用使納米粒子能夠克服乳滴的界面能和拉普拉斯壓力差,將納米粒子組裝到乳滴表面形成穩(wěn)定的納囊;最后用帶負(fù)電荷的轉(zhuǎn)鐵蛋白對(duì)乳滴表面帶正電荷的Arg AuNPs進(jìn)行交聯(lián),以進(jìn)一步提高納囊的穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn):Arg AuNPs在亞油酸乳滴模板界面自組裝釋放出大量界面能,將納米粒子牢固的吸附在乳滴表面;TEM和動(dòng)態(tài)光散射(DLS)分析結(jié)果顯示,這種基于超分子作用的方法可自組裝粒徑在~100 nm左右的納囊;將自組裝得到的納囊用于抗癌藥物紫杉醇在HeLa細(xì)胞中的轉(zhuǎn)運(yùn)研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn),在實(shí)驗(yàn)條件下納囊自身無(wú)細(xì)胞毒性,但封裝有紫杉醇的納囊表現(xiàn)出強(qiáng)烈的細(xì)胞毒性,表明該納囊是一種優(yōu)良的藥物轉(zhuǎn)運(yùn)載體。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：R329;TB383.1

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本文編號(hào)：2330456