基于巯基聚醚胺的银杂化纳米材料的制备及应用
发布时间：2020-08-22 06:02
【摘要】：杂化纳米材料由于其具有表面效应、体积效应、量子效应等广泛应用于催化、精细化工、光电材料、生物医学等领域。银纳米粒子(AgNPs)因拥有良好的抗菌抗癌特性受到了广泛关注,但它本身有较高的表面能,易导致团聚,限制了其抗菌抗癌领域的发展。为了解决这一问题,常利用聚合物稳定AgNPs,并赋予其新的功能。银/聚合物杂化纳米材料继承了AgNPs的催化活性,抗菌活性和抗癌活性,同时又可以分散在多种溶剂中。但是多数银/聚合物杂化纳米材料往往制备步骤繁琐,制备过程中需添加催化剂,还原剂等辅助试剂,后期提纯过程复杂,不符合绿色化学的要求。本论文利用多官能性聚醚胺(PEA)与硝酸银溶液(AgNO_3)混合,采用光化学还原法一步制备出多种形貌的银/聚醚胺杂化纳米颗粒,并对其结构和性能进行了研究,主要研究内容如下:1.采用聚乙二醇二缩水甘油醚(PEODE),巯基乙胺(MEA),制备亲水性巯基聚醚胺(SH-PEA),并对其结构进行表征。以SH-PEA为稳定剂和还原剂,采用光化学还原法,制备出基于亲水性巯基聚醚胺的银杂化纳米粒子(Ag/SH-PEA)。通过改变紫外光照射时间、SH-PEA浓度、AgNO_3含量等因素探究杂化纳米粒子的制备条件。实验结果表明:当SH-PEA浓度为1 mg mL~(-1),AgNO_3浓度为0.2 mg mL~(-1),紫外光照射时间为3 min时,形成两面神(Janus)结构;当SH-PEA浓度为1 mg mL~(-1),AgNO_3浓度为1 mg mL~(-1),紫外光照射时间为3 min时,形成Janus组装结构。2.对Ag/SH-PEA杂化纳米材料的应用性能进行探究。分散性实验表明:两种结构Ag/SH-PEA可以很好的分散在水、DMF、DMSO、甲醇和丙酮等溶剂中。Ag/SH-PEA可以降解甲基橙试剂,Janus结构对甲基橙的降解率在60 min内为28.63%,而组装结构对甲基橙的降解率在60 min为72.99%。抑菌实验结果表明:Ag/SH-PEA能抑制不同菌种的生长,Janus结构对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌效果好于组装结构。细胞毒性实验表明:Janus结构在0.064 mg mL~(-1)浓度之内,细胞相容性达到80%以上,表现出良好的生物相容性。而组装结构在0.016 mg mL~(-1)浓度以上细胞致死率达到80%,表现出较大的细胞毒性。3.采用PEODE,聚丙二醇二缩水甘油醚(PPODE),MEA,制备两亲性巯基聚醚胺(SH-aPEA),并对其结构和性质进行表征。将SH-aPEA与AgNO_3进行混合,采用光化学还原法,制备出基于两亲性巯基聚醚胺的银杂化纳米粒子(Ag/SH-aPEA)。通过改变紫外光照射时间、SH-aPEA浓度等因素探究杂化纳米粒子的制备条件。结果表明:SH-aPEA具有温度响应性,相转变温度范围在35-40℃。当SH-aPEA浓度为3 mg mL~(-1),AgNO_3浓度为1 mg mL~(-1),紫外光照射时间为3 min时,Ag/SH-aPEA形成稳定的针状结构。4.对Ag/SH-aPEA杂化纳米材料的应用性能进行探究。分散性实验表明:Ag/SH-aPEA可以很好的分散在水、DMF、DMSO、甲醇、THF等溶剂中。针状结构的Ag/SH-aPEA可以降解甲基橙试剂,对甲基橙的降解率在60 min内为55.86%。抑菌实验结果表明:Ag/SH-aPEA能抑制不同菌种的生长,其中对大肠杆菌的抑制效果要优于金黄色葡萄球菌和枯草杆菌。
【学位授予单位】：河南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB383.1
【图文】：
.2.1.1 模板法板法制备 AgNPs 是指以模板为主体构型，在模板的内部银源被还原。由已经被设定好，所以生成的 AgNPs 的尺寸和形貌是可控的，这为制备特形貌的 AgNPs 提供了可能。Zou[19]等报道了一种 AgNPs 修饰可生物降解。如图 1-1 所示，该模板由聚己内酯-b-聚丙烯酸（PCL-b-PAA）二嵌段共CL 链段在胰腺组织中假单胞菌脂肪酶存在的条件下会被生物降解，而 PA电作用可以吸引 Ag+，在还原剂的作用下，银离子在聚合物模板中快速还s。实验表明，这种可生物降解的 AgNPs 在最小抑菌浓度（MIC）范围内对 细胞的细胞毒性较低，但同时又对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌具有很好有望作为纳米药物使用。
图 1-2 局部表面等离子共振机理[34]Yang[35]等在研究中发现了一种新的方法制备 AgNPs。首先采用电化学方法在 HNO3的水溶液中制备带正电的 Ag+，然后将溶液以 6 ℃ /min 的加热速率从室温加热到100 ℃，成功制备了 AgNPs，所制备的 AgNPs 的平均粒径为 10 nm，表现出良好的分散性。此外，用 Rhodamine 6G（R6G）探针分子对 AgNPs 进行了拉曼散射研究，实验结果表明，普通的 R6G 分子的拉曼信号峰并不是很明显，而添加过 AgNPs 的 R6G 分子的拉曼信号峰增强，说明 AgNPs 具有增强表面拉曼散射的特性。在上述工作的基础上，Yang[36]等又发现了一种新的光化学还原方法制备活性 AgNPs，制备过程中引入了壳聚糖(Ch)，这种 AgNPs 能够增强表面拉曼散射信号。首先，Ag 的底物在无氧的水溶液中经历电化学氧化/还原循环(ORCs)（水溶液中含有 0.1 mol/L HNO3和 1 g/L Ch），形成了Ag-Ch 复合体，然后用不同波长的紫外光照射这些复合体，从而产生出活性的 Ag NPs。当紫外光波长在 310 nm 时观察到最强的拉曼信号。在制备过程中，溶液的 pH 值和 Ch
相关的危害。Goering[57]等从物理因素和生物因素两个方面综述了银纳米材毒性研究。结果表明，AgNPs 的大小、形状、表面积、表面电荷、氧化还原电能化、成分等多种因素对体外实验系统的毒性发展起着重要的作用，可能会外生物试验假阴性或假阳性结果。因此 AgNPs 作为抗癌药剂应用的研究任图 1-3 所示，Shao[58]等采用一种简便、低成本的方法，制备了一种具有良好 Ss 银-介孔二氧化硅（Janus-Ag-MSNs）复合纳米粒子，这种纳米粒子能够同S 成像和 pH 敏感的药物释放体系，表现出优良的应用性能。Janus 结构的形于各向异性的成核增长以及二氧化硅自身在无醇溶液的生长。研究发现，Ag-单的细胞内吞作用、pH 敏感作用、表面增强拉曼散射作用，并且 Ag-MSN 的生物相容性，可以作为无毒的纳米药物载体。负载 DOX 之后的 Ag-MSN 制癌细胞的生长。Janus-Ag-MSNs 可以作为一种 pH 敏感的药物释放体系，择性治疗提供可能。
【学位授予单位】：河南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB383.1
【图文】：
.2.1.1 模板法板法制备 AgNPs 是指以模板为主体构型，在模板的内部银源被还原。由已经被设定好，所以生成的 AgNPs 的尺寸和形貌是可控的，这为制备特形貌的 AgNPs 提供了可能。Zou[19]等报道了一种 AgNPs 修饰可生物降解。如图 1-1 所示，该模板由聚己内酯-b-聚丙烯酸（PCL-b-PAA）二嵌段共CL 链段在胰腺组织中假单胞菌脂肪酶存在的条件下会被生物降解，而 PA电作用可以吸引 Ag+，在还原剂的作用下，银离子在聚合物模板中快速还s。实验表明，这种可生物降解的 AgNPs 在最小抑菌浓度（MIC）范围内对 细胞的细胞毒性较低，但同时又对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌具有很好有望作为纳米药物使用。
图 1-2 局部表面等离子共振机理[34]Yang[35]等在研究中发现了一种新的方法制备 AgNPs。首先采用电化学方法在 HNO3的水溶液中制备带正电的 Ag+，然后将溶液以 6 ℃ /min 的加热速率从室温加热到100 ℃，成功制备了 AgNPs，所制备的 AgNPs 的平均粒径为 10 nm，表现出良好的分散性。此外，用 Rhodamine 6G（R6G）探针分子对 AgNPs 进行了拉曼散射研究，实验结果表明，普通的 R6G 分子的拉曼信号峰并不是很明显，而添加过 AgNPs 的 R6G 分子的拉曼信号峰增强，说明 AgNPs 具有增强表面拉曼散射的特性。在上述工作的基础上，Yang[36]等又发现了一种新的光化学还原方法制备活性 AgNPs，制备过程中引入了壳聚糖(Ch)，这种 AgNPs 能够增强表面拉曼散射信号。首先，Ag 的底物在无氧的水溶液中经历电化学氧化/还原循环(ORCs)（水溶液中含有 0.1 mol/L HNO3和 1 g/L Ch），形成了Ag-Ch 复合体，然后用不同波长的紫外光照射这些复合体，从而产生出活性的 Ag NPs。当紫外光波长在 310 nm 时观察到最强的拉曼信号。在制备过程中，溶液的 pH 值和 Ch
相关的危害。Goering[57]等从物理因素和生物因素两个方面综述了银纳米材毒性研究。结果表明，AgNPs 的大小、形状、表面积、表面电荷、氧化还原电能化、成分等多种因素对体外实验系统的毒性发展起着重要的作用，可能会外生物试验假阴性或假阳性结果。因此 AgNPs 作为抗癌药剂应用的研究任图 1-3 所示，Shao[58]等采用一种简便、低成本的方法，制备了一种具有良好 Ss 银-介孔二氧化硅（Janus-Ag-MSNs）复合纳米粒子，这种纳米粒子能够同S 成像和 pH 敏感的药物释放体系，表现出优良的应用性能。Janus 结构的形于各向异性的成核增长以及二氧化硅自身在无醇溶液的生长。研究发现，Ag-单的细胞内吞作用、pH 敏感作用、表面增强拉曼散射作用，并且 Ag-MSN 的生物相容性，可以作为无毒的纳米药物载体。负载 DOX 之后的 Ag-MSN 制癌细胞的生长。Janus-Ag-MSNs 可以作为一种 pH 敏感的药物释放体系，择性治疗提供可能。
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1 张雨;颜吉校;宋明贵;金一丰;;聚醚胺的研究进展[J];广东化工;2016年11期
2 陈e
本文编号：2800353
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