采用嵌段共聚物为模板制备中空介孔二氧化硅纳米粒子

发布时间：2017-04-18 08:09

  本文关键词：采用嵌段共聚物为模板制备中空介孔二氧化硅纳米粒子，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近十年来,介孔二氧化硅纳米粒子(MSNs)作为药物载体在生物医学方面的潜在应用价值吸引了越来越多的关注。MSNs具有均一的介孔孔径、规则的孔道、稳定的骨架结构、易于修饰的内、外表面和良好的生物相容性等特点,适合用作药物分子的载体。同时,MSNs具有高的比表面积和比孔容积,可以在孔道内负载各种药物,并可对药物起到缓释作用,提高药效的持久性。因此MSNs用于药物输送系统(DDSs)显著优于其他传统药物载体。 其中,中空结构介孔硅纳米粒子(HMSNs)是一类具有特殊结构的材料,与同尺寸的实体粒子相比,中空微球具有密度低、比表面积大、稳定性高、可封装多种客体分子以及表面渗透能力强等优点,在药物控释等领域有着广阔的应用前景。 在本论文中,我们以两亲嵌段共聚物聚苯乙烯嵌段聚丙烯酸(PS-b-PAA)及阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)为双模板,通过改变条件成功得到了具有中空结构的介孔硅纳米粒子。主要研究内容包括如下四部分：(1)采用原子转换自由基聚合(ATRP)法合成了由苯乙烯及丙烯酸组成的两亲嵌段共聚物PS-b-PAA,通过凝胶渗透色谱和红外光谱分析对样品结构组成进行了详细的表征,用动态光散射及场发射扫描电镜研究了PS-b-PAA在选择性溶剂水/四氢呋喃(THF)中的胶束化行为。结果表明,PS-b-PAA在选择性溶剂水/THF中制得的胶束溶液其胶束粒子平均尺寸随分子量的增加而增大。由FESEM观察到胶束形态为球形。这为后续以其为模板合成中空介孔硅纳米粒子打下了基础。 (2)采用“溶胶/凝胶”法以共聚物PS-b-PAA及小分子表面活性剂CTAB为双模板成功合成出具有中空结构的介孔硅纳米粒子。用氮气吸附-脱附测试、扫描电子显微镜、场发射扫描电镜、透射电子显微镜研究了HMSNs的合成规律,进一步考察了聚合物分子量大小、小分子表面活性剂、硅源/聚合物添加比例对合成HMSNs的影响。结果表明：HMSNs粒径大小及形态可由聚合物分子量大小控制,其壳层孔径及壁厚在一定范围内可分别由小分子表面活性剂添加量、硅源/聚合物添加比例来控制。 (3)选用分散性及形态良好的不同壳层壁厚及孔径的两组样品,负载模型药物盐酸阿霉素(DOX),用紫外可见分光光度法考察了壁厚及孔径对HMSNs载药量及药物释放的影响。体外释放试验结果表明,药物释放速率随着壳层孔径及壁厚的增加而增大。此外,负载DOX的HMSNs有pH响应释放的特点,其在pH5.0缓冲液中的释放速率高于pH7.4。 (4)本论文研究了不同壳层壁厚及孔径HMSNs的细胞毒性及血液相容性,结果表明壳层壁厚及粒径越大,HMSNs细胞毒性越明显,对红细胞溶血率越高；孔径对HMSNs的细胞毒性和血液相容性的影响小大。另外,研究了负载DOX的不同壳层壁厚及孔径HMSNs是否能够增强宫颈癌细胞(HeLa)的载药量及是否能够增强DOX对HeLa细胞的抑制作用,结果表明HMSNs可以增强HeLa的载药量,载药量随壳层壁厚及孔径的增加而增大,载药HMSNs对癌细胞的抑制作用与纯药物DOX接近,壁厚及孔径因素的影响并不明显。
【关键词】：中空介孔硅 两亲嵌段共聚物 药物传输系统 生物相容性
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：O613.72
【目录】：

• 摘要5-8
• ABSTRACT8-13
• 1 绪论13-25
• 1.1 介孔二氧化硅材料的合成14-17
• 1.1.1 有序介孔硅的合成14-15
• 1.1.2 中空/夹心类型结构的介孔氧化硅纳米颗粒15-17
• 1.2 介孔二氧化硅材料的生物相容性17-19
• 1.2.1 粒子大小的影响17-18
• 1.2.2 表面性质的影响18-19
• 1.2.3 形状的影响19
• 1.3 介孔二氧化硅材料在药物传输系统中的应用19-23
• 1.3.1 MSN建立药物输送系统19-22
• 1.3.2 癌症定向治疗22-23
• 1.4 本论文的研究内容及意义23-25
• 1.4.1 研究内容23-24
• 1.4.2 研究意义24-25
• 2 两亲嵌段共聚物PS-B-PAA的制备与表征25-34
• 2.1 引言25-26
• 2.2 实验内容26-30
• 2.2.1 原料及试剂26-28
• 2.2.2 大分子引发剂PtBA-Br的合成28
• 2.2.3 嵌段共聚物PS-b-PtBA的制备28-29
• 2.2.4 嵌段聚合物的水解29
• 2.2.5 凝胶渗透色谱(GPC)29
• 2.2.6 红外光谱(FTIR)29-30
• 2.2.7 动态激光光散射(DLS)30
• 2.2.8 高分辨率场发射扫描电镜(FESEM)30
• 2.3 结果与讨论30-33
• 2.3.1 大分子引发剂PtBA-Br的制备30
• 2.3.2 两亲嵌段共聚物PS-b-PtBA的制备30-31
• 2.3.3 嵌段聚合物PS-b-PtBA的水解31-33
• 2.4 本章小结33-34
• 3 双模板条件-下中空介孔二氧化硅材料的合成与表征34-49
• 3.1 前言34
• 3.2 实验内容34-39
• 3.2.1 材料与仪器34-36
• 3.2.2 各因素对合成介孔硅纳米粒子的影响36-38
• 3.2.3 高分辨率场发射扫描电镜(FESEM)38
• 3.2.4 透射电子显微镜(Transmission Electron Microscope,TEM)38
• 3.2.5 氮气吸脱附测试(N_2 adsorption-desorption measurements)38-39
• 3.2.6 动态激光光散射(DLS)39
• 3.3 结果与讨论39-48
• 3.3.1 FESEM观察结果39
• 3.3.2 TEM测试结果39-46
• 3.3.3 氮气吸脱附46-47
• 3.3.4 动态激光光散射测试(DLS)47-48
• 3.4 本章小结48-49
• 4 中空介孔硅体外药物释放系统的制备与性能研究49-55
• 4.1 前言49-50
• 4.2 实验内容50-51
• 4.2.1 材料与仪器50-51
• 4.2.2 介孔硅纳米粒子药物装载51
• 4.2.3 紫外光谱(UV-Spectroscopy)51
• 4.2.4 体外药物缓释实验51
• 4.3 结果与讨论51-54
• 4.3.1 HMSNs载药量的测定51-53
• 4.3.2 载药中空介孔硅纳米粒子体外药物缓释实验研究53-54
• 4.4 本章小结54-55
• 5 中空介孔硅纳米粒子的生物学评价55-69
• 5.1 前言55-56
• 5.2 实验内容56-60
• 5.2.1 材料与仪器56-58
• 5.2.2 溶血实验58
• 5.2.3 细胞培养58
• 5.2.4 消化细胞58
• 5.2.5 材料准备及处理58-59
• 5.2.6 共聚焦显微镜下观察HeLa细胞对HMSNs的吸收59
• 5.2.7 HMSNs的细胞毒性检测59-60
• 5.2.8 DMSNs诱导的HeLa细胞毒性检测60
• 5.2.9 流式细胞术测定细胞药物吞噬量60
• 5.2.10 统计学分析60
• 5.3 结果与讨论60-68
• 5.3.1 HMSNs对红细胞溶血性的评价60-64
• 5.3.2 共聚焦显微镜观察64-65
• 5.3.3 HeLa细胞药物吞噬量测试65-66
• 5.3.4 CCK-8法细胞毒性测试66-68
• 5.4 本章小结68-69
• 6 结论与展望69-71
• 参考文献71-78
• 附录 攻读硕士学位期间科研及发表论文情况78-79
• 致谢79

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 岳玲,张晓宏,吴世康;两亲两嵌段共聚物PS-b-PAA合成及其在溶液中的形态和纳米聚集结构形成[J];高分子学报;2004年02期

2 罗忠;蔡开勇;张蓓璐;段霖;刘艾萍;龚端;;介孔硅纳米储存器在智能药物释放系统的应用[J];化学进展;2011年11期

3 黄丽珊;林瑞金;;脂质体阿霉素抗肿瘤药的作用及评价[J];海峡药学;2011年09期

4 李大伟;;纳米给药系统在肿瘤靶向治疗中的应用[J];食品与药品;2010年09期

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本文编号：314421