纳米银的制备及其体外抗菌和抗肿瘤活性研究

发布时间：2017-08-01 08:02

  本文关键词：纳米银的制备及其体外抗菌和抗肿瘤活性研究

  更多相关文章： 纳米银粒子 不同晶面 抗菌活性 制备与修饰 抗肿瘤活性 毒副作用

【摘要】：纳米银粒子(Silver nanop articles, AgNPs)因为具有表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等而表现出独特的物理、化学和生物学性质,它们在多个领域中都有研究应用。因为不同形貌和尺寸大小的纳米银粒子会表现出不同的性质,因此制备形貌相同、尺寸均一的纳米银粒子具有重要的研究意义,这也是纳米银基材料研究领域中的一个难题。细菌感染是一种严重的感染性疾病,抗生素是其重要的治疗药物。随着抗生素滥用现象的日益严重,人们的健康受到很大的威胁。纳米银具有很好的抗菌能力且不易产生耐药性,可能是有效治疗细菌感染的一个新制剂。不同形貌的纳米银具有不同的抗菌活性,它们形貌与抗菌活性之间的关系仍不是很清楚,已有的研究表明：纳米银三角片的主要晶面是{111}晶面；纳米银球和纳米银立方体的主要晶面是{100)晶面；纳米银棒同时具有{111}和{100}晶面。以上纳米银粒子的抗菌活性不同,可能是因为它们含有不同的晶面结构所导致的,但仍不清楚含有{111}晶面多的纳米银粒子是否就具有更好的抗菌活性。肿瘤疾病具有很高的患病率和致死率,严重危害了人们的身体健康。化疗是治疗肿瘤的重要方法但是毒副作用明显,例如损伤正常细胞、没有选择性、毒性大、会产生耐药性等等。随着关于纳米银研究的逐渐深入,人们发现纳米银对肿瘤细胞具有良好的杀伤效果,在治疗肿瘤疾病中有很大的应用前景。但纳米银材料对于健康组织具有毒副作用,限制了其在医疗领域中的进一步应用,如何将纳米银基材料安全应用于肿瘤研究领域中是一个难题。针对上述三个问题,本论文主要从以下三部分进行研究：第一部分(第二章),在十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)体系中制备不同形貌的纳米银粒子,并研究其中的影响因素,以期获得单分散性较高的纳米银粒子。主要的实验结果有：a)以A晶种制备纳米银粒子时,加入不同体积的CTAB后影响了硝酸银的浓度而得到不同分散性的纳米银棒。本实验加入15.0 mL的CTAB后得到单分散性较好的纳米银棒。b)以B晶种制备纳米银粒子时,能够得到纳米银三角片,纳米银三角片如果以紧密的方式排列,会表现出与纳米银棒相似的两个紫外吸收峰；如果以疏松的方式排列,则表现出三个紫外吸收峰。c)以B晶种制备纳米银三角片时,CTAB浓度在0.1 M～0.035 M之间；NaOH浓度在9.0mM～18mM之间；AgNO3浓度在0.18 mM-0.45 mM之间和晶种浓度在0.023 mM-0.0022 mM之间时能得到纳米银三角片。根据浓度不同纳米银三角片具有不同的尺寸和粒径分布。d)以B晶种制备纳米银粒子时,当Vc/Ag+的摩尔比较高(25～40)时,得到的纳米银三角片尺寸较小；当Vc/Ag+的摩尔比较低(5～20)时,得到的纳米银三角片尺寸较大。第二部分(第三章),比较纳米银立方体、纳米球、纳米棒、纳米三角片之间的抗菌活性,以期从另一角度证明含有{111}晶面多的纳米银粒子具有更好的抗菌活性。主要的实验结果有：a)制备了四种纳米银粒子AgNPs-1, AgNPs-2, AgNPs-3和AgNPs-4 。 AgNPs-1主要是纳米银球,AgNPs-2主要是银纳米立方体,AgNPs-3主要是纳米银短棒和纳米银球的混合物,AgNPs-4主要是纳米银长棒及一些纳米银三角片。b)抗菌实验表明：纳米银对于革兰阳性菌(金黄色葡萄球菌)的抗菌活性强于阳性对照药物物(环丙沙星),对于革兰阴性菌(大肠杆菌)的抗菌活性弱于阳性对照药物。c) AgNPs-1和AgNPs-2两种纳米粒子具有相似的抗菌活性。因为它们的粒径相近,和细菌的结合能力没有明显区别；而且两种粒子的主要晶面都为{100)晶面,具有相似的释放银离子能力。d) AgNPs-3和AgNPs-2表现出相似的抗菌活性。这是因为,虽然AgNPs-3中纳米银短棒具有{111}晶面,能够释放更多的银离子,但是纳米银棒的比表面积比纳米银球要小,和细菌的结合能力弱于纳米银球。综合考虑两者的影响,纳米银短棒和纳米银球的抗菌活性没有明显区别。e) AgNPs-4在四种纳米银粒子中具有最好的抗菌活性。因为纳米银三角片中{111}晶面不仅能够释放更多的银离子,还使得纳米粒子能更容易与细菌结合。第三部分(第四章),首次利用生育酚琥珀酸酯(α-TOS)和组氨酸修饰纳米银粒子,以期在提高纳米银抗肿瘤活性的同时减少纳米银的毒副作用。主要的实验结果有：a)制备了三种特定形貌的纳米银粒子,它们对乳腺癌细胞(MCF-7)、白血病细胞(K562)、肺癌细胞(A549)三种肿瘤细胞都具有良好的细胞毒性。b)使用α-TOS修饰以上纳米银粒子,红外分析显示AgNPs和α-TOS中环醚的CH2-O-CH2结合。高浓度α-TOS修饰的纳米银复合物在实验浓度范围中能够完全杀死肿瘤细胞MCF-7,同时对正常肝细胞HL7702的生物相容性有所提高;低浓度α-TOS修饰的纳米银粒子能够明显减少纳米银对于正常肝细胞HL7702的毒副作用,且不影响纳米银对MCF-7肿瘤细胞的杀伤作用。c)使用组氨酸修饰纳米银粒子,红外分析显示AgNPs和组氨酸中咪唑基的C-N结合。组氨酸修饰的纳米银复合物能够减少纳米银对于正常肝细胞HL7702的细胞毒性,且不影响纳米银对于MCF-7肿瘤细胞的杀伤作用。
【关键词】：纳米银粒子 不同晶面 抗菌活性 制备与修饰 抗肿瘤活性 毒副作用
【学位授予单位】：南方医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R943;TB383.1
【目录】：

• 摘要3-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 绪论12-22
• 1.1 引言12-13
• 1.2 制备不同形貌的纳米银粒子13-16
• 1.2.1 物理法13-14
• 1.2.2 生物学法14
• 1.2.3 化学法14-16
• 1.3 银系纳米材料的抗菌活性研究16-17
• 1.4 银系纳米材料的抗肿瘤活性研究17-19
• 1.5 银系纳米材料研究中存在的不足及其发展趋势19-20
• 1.6 本课题的研究目的、意义及主要内容20-22
• 第二章 CTAB体系制备纳米银粒子22-40
• 2.1 引言22-23
• 2.2 实验试剂及仪器23
• 2.3 实验方法23-24
• 2.3.1 制备纳米银粒子23
• 2.3.2 纳米银粒子的分离23-24
• 2.3.3 纳米银粒子的表征24
• 2.4 结果与讨论24-39
• 2.4.1 两种晶种粒径比较24-25
• 2.4.2 以A晶种制备纳米银粒子25-26
• 2.4.3 以B晶种制备纳米银粒子26-36
• 2.4.4 不同晶种形成纳米银粒子的可能机制36-39
• 2.5 小结39-40
• 第三章 几种形貌纳米银粒子的制备与抗菌活性40-49
• 3.1 引言40
• 3.2 实验试剂及仪器40-41
• 3.3 实验方法41-42
• 3.3.1 制备纳米银立方体AgNPs-141
• 3.3.2 制备纳米银粒子AgNPs-2、AgNPs-3、AgNPs-441
• 3.3.3 纳米银粒子的表征41
• 3.3.4 纳米银粒子的抗菌实验41-42
• 3.4 结果与讨论42-48
• 3.4.1 纳米银粒子的紫外表征42-43
• 3.4.2 纳米银粒子的粒径分析43-45
• 3.4.3 纳米银粒子的抗菌实验及可能机制45-48
• 3.5 小结48-49
• 第四章 纳米银粒子的制备、修饰与抗肿瘤活性49-63
• 4.1 引言49-50
• 4.2 实验试剂及仪器50
• 4.3 实验方法50-52
• 4.3.1 纳米银的制备50-51
• 4.3.2 纳米银的修饰51
• 4.3.3 纳米银粒子及复合物的表征51
• 4.3.4 细胞实验51-52
• 4.4 结果与讨论52-61
• 4.4.1 纳米银粒子的表征52-53
• 4.4.2 纳米银的修饰与红外分析53-54
• 4.4.3 纳米银的细胞实验54-56
• 4.4.4 纳米银复合物的细胞实验56-60
• 4.4.5 纳米银复合物的抗肿瘤机制60-61
• 4.5 小结61-63
• 第五章 全文总结63-67
• 5.1 主要结论63-65
• 5.2 主要创新65
• 5.3 需进一步完善的工作65-67
• 缩写词简表67-68
• 参考文献68-83
• 攻读学位期间发表的学术论文83-84
• 致谢84-85

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