魔芋葡甘聚糖的化学改性及用于疫苗载体的初步研究

发布时间：2017-08-18 17:08

  本文关键词：魔芋葡甘聚糖的化学改性及用于疫苗载体的初步研究

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【摘要】：魔芋葡甘聚糖(KGM)作为一种天然高分子多糖,具有良好的生物相容性和生物降解性,在缓释控释材料研究中表现出良好的应用前景。本文采用KGM为原料,首先对其进行化学改性,然后采用离子交联法制备出两种新型的纳米载体材料,以卵清蛋白(OVA)为疫苗模型,研究了两种新型纳米材料载体对OVA的包封能力及体外缓释性能,为其将来用于疫苗载体做了初步理论研究。主要研究内容和结果如下:(1)采用KGM为原料,首先用盐酸催化降解,发现降解2h后所得产物溶液粘度最低,且降解后的产物保留了KGM的基本结构;然后分别用一氯乙酸和2,3-环氧丙基三甲基氯化铵对其改性,制备出分子量低、水溶性好的羧甲基魔芋葡甘聚糖(CKGM)和季铵化魔芋葡甘聚糖(QKGM),所得取代度分别为1.08和0.14。(2)采用聚电解质复合法制备出CKGM/QKGM复合纳米微球,以模式抗原卵清蛋白(OVA)为疫苗模型,探究了该复合纳米微球对OVA的包封能力及体外缓释性能。实验结果表明:当CKGM浓度在0.5mg/m L~3.0mg/m L时,QKGM浓度范围为1.0mg/m L~3.0mg/mL时,易获得乳光悬液得到CKGM/QKGM纳米材料载体。CKGM/QKGM纳米材料载体包覆OVA的最佳制备工艺为:CKGM浓度为1.5mg/m L,QKGM浓度为1.5mg/m L,OVA浓度为2.5mg/mL,OVA溶液的pH值为8.15,最大包封率为49.2%。该条件下CKGM/QKGM空白载体和CKGM/QKGM/OVA纳米载体基本上均为球形,粒径分布较宽,平均粒径分别为572.3nm和717.1nm。CKGM/QKGM/OVA纳米材料载体整个体外释放过程包括突释、缓慢释放、平衡释放三个阶段,且制备工艺对体外释放性能有较大影响,通过减小CKGM浓度或者OVA浓度,增大QKGM浓度或者OVA溶液的pH值,均能有效减小OVA的累积释放率;反之,可以增加OVA的累积释放率。(3)采用离子交联法制备出(三聚磷酸盐)TPP/QKGM复合纳米微球,以模式抗原卵清蛋白(OVA)为疫苗模型,通过单因素和正交实验优化制备工艺,并考察了制备条件对其体外释放性能的影响。实验结果如下:QKGM浓度在其形成过程中起着关键性作用,且当QKGM浓度在0.5mg/mL~3.0mg/m L时,TPP浓度在0.5mg/m L~5.0mg/m L时,易制得TPP/QKGM纳米材料载体。TPP/QKGM纳米材料载体包覆OVA的最佳制备工艺为:TPP浓度为0.5mg/mL,QKGM浓度为1.0mg/mL,OVA浓度为2.0mg/mL,OVA溶液的pH值为6.15,最大包封率为67.7%。该条件下TPP/QKGM空白载体和TPP/QKGM/OVA纳米载体基本上均为球形,粒径分布较宽,平均粒径分别为439.5nm和706.5nm。TPP/QKGM/OVA纳米材料载体整个体外释放过程包括突释、缓慢释放、平衡释放三个阶段,且相对于OVA浓度及pH值,TPP浓度和QKGM浓度对体外缓释性能有较大影响。
【关键词】：羧甲基魔芋葡甘聚糖 2-羟丙基三甲基氯化铵魔芋葡甘聚糖 纳米疫苗载体 离子交联 卵清蛋白
【学位授予单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O636.1;TQ460.1
【目录】：

• 摘要8-10
• Abstract10-12
• 缩略语表12-13
• 第一章 绪论13-28
• 1 引言13-14
• 2 无机纳米材料类疫苗载体的研究现状14-20
• 2.1 金纳米材料14-16
• 2.2 钙盐纳米颗粒16-17
• 2.3 磁性纳米材料17-18
• 2.4 介孔硅纳米材料18-19
• 2.5 碳纳米管19-20
• 3 有机高分子纳米材料类疫苗载体的研究现状20-26
• 3.1 脂质体21-22
• 3.2 聚乳酸-羟基乙酸共聚物纳米颗粒22-23
• 3.3 聚乳酸纳米粒子23
• 3.4 聚谷氨酸纳米粒子23-24
• 3.5 壳聚糖24-26
• 4 本课题的研究目的、意义和内容26-28
• 4.1 本课题的研究目的及意义26-27
• 4.2 本课题研究的主要内容27-28
• 第二章 魔芋葡甘聚糖的化学改性28-38
• 1 前言28-29
• 2 实验材料和仪器29-30
• 2.1 实验材料29-30
• 2.2 实验仪器30
• 3 实验方法30-33
• 3.1 魔芋葡甘聚糖（KGM）的酸催化降解30
• 3.2 魔芋葡甘聚糖（KGM）的羧甲基化改性30-31
• 3.3 魔芋葡甘聚糖（KGM）的季铵化改性31-32
• 3.3.1 2,3-环氧丙基三甲基氯化铵的合成31
• 3.3.2 季铵化魔芋葡甘聚糖（QKGM）的合成31-32
• 3.4 产品的表征32-33
• 3.4.1 酸催化降解样品粘均分子量的测量32
• 3.4.2 红外光谱（FTIR）表征32
• 3.4.3 羧甲基魔芋葡甘聚糖（CKGM）取代度的测定32-33
• 3.4.4 季铵化魔芋葡甘聚糖（QKGM）取代度的测定33
• 4 结果与讨论33-37
• 4.1 酸催化降解时间对粘均分子量的影响33-34
• 4.2 红外光谱分析34-35
• 4.3 魔芋葡甘聚糖羧甲基化取代度35-36
• 4.4 魔芋葡甘聚糖季铵化取代度36-37
• 5 小结37-38
• 第三章 CKGM/QKGM纳米体系的制备及其用于疫苗载体的初步研究38-55
• 1 前言38-39
• 2 实验材料和仪器39-40
• 2.1 实验材料39-40
• 2.2 实验仪器40
• 3 实验方法40-42
• 3.1 CKGM/QKGM纳米材料载体的制备40
• 3.2 CKGM/QKGM/OVA纳米材料载体的制备40-41
• 3.3 CKGM/QKGM/OVA纳米材料载体包封率的测定41
• 3.4 CKGM/QKGM/OVA纳米材料载体的表征41-42
• 3.4.1 透射电镜（TEM）表征41
• 3.4.2 Zeta电位及粒径的表征41-42
• 3.4.3 细胞毒性实验42
• 3.5 CKGM/QKGM/OVA纳米材料载体体外缓释性能探究42
• 4 结果与讨论42-53
• 4.1 CKGM/QKGM纳米材料载体形成条件的探究42-43
• 4.2 CKGM/QKGM/OVA纳米载体制备条件对包封率的影响43-46
• 4.2.1 CKGM浓度对包封率的影响43-44
• 4.2.2 QKGM浓度对包封率的影响44-45
• 4.2.3 OVA浓度对包封率的影响45
• 4.2.4 OVA的pH对包封率的影响45-46
• 4.3 正交优化CKGM/QKGM/OVA纳米材料载体的载药条件46-48
• 4.4 CKGM/QKGM/OVA纳米材料载体的表征48-50
• 4.4.1 透射电镜分析48
• 4.4.2 Zeta电位及粒径分析48-49
• 4.4.3 细胞毒性分析49-50
• 4.5 CKGM/QKGM/OVA纳米材料载体体外缓释性能的探究50-53
• 4.5.1 CKGM浓度对体外缓释性能的影响50-51
• 4.5.2 QKGM浓度对体外缓释性能的影响51-52
• 4.5.3 OVA浓度对体外缓释性能的影响52
• 4.5.4 OVA的pH对体外缓释性能的影响52-53
• 5 小结53-55
• 第四章 TPP/QKGM纳米体系的制备及其用于疫苗载体的初步研究55-71
• 1 前言55-56
• 2 实验材料和仪器56-57
• 2.1 实验材料56-57
• 2.2 实验仪器57
• 3 实验方法57-59
• 3.1 TPP/QKGM纳米材料载体的制备57-58
• 3.2 TPP/QKGM/OVA纳米材料载体的制备58
• 3.3 TPP/QKGM/OVA纳米材料载体包封率的测定58
• 3.4 TPP/QKGM/OVA纳米材料载体的表征58-59
• 3.4.1 透射电镜（TEM）表征58
• 3.4.2 Zeta电位及粒径的表征58-59
• 3.4.3 细胞毒性实验59
• 3.5 TPP/QKGM/OVA纳米材料载体体外缓释性能探究59
• 4 结果与讨论59-69
• 4.1 TPP/QKGM纳米材料载体形成条件的探究59-60
• 4.2 TPP/QKGM/OVA纳米载体制备条件对包封率的影响60-63
• 4.2.1 TPP浓度对包封率的影响60-61
• 4.2.2 QKGM浓度对包封率的影响61-62
• 4.2.3 OVA浓度对包封率的影响62
• 4.2.4 OVA的pH对包封率的影响62-63
• 4.3 正交优化TPP/QKGM/OVA纳米材料载体的载药条件63-64
• 4.4 TPP/QKGM/OVA纳米材料载体的表征64-66
• 4.4.1 透射电镜分析64-65
• 4.4.2 Zeta电位及粒径分析65-66
• 4.4.3 细胞毒性分析66
• 4.5 TPP/QKGM/OVA纳米材料载体体外缓释性能的探究66-69
• 4.5.1 TPP浓度对体外缓释性能的影响66-67
• 4.5.2 QKGM浓度对体外缓释性能的影响67-68
• 4.5.3 OVA浓度对体外缓释性能的影响68-69
• 4.5.4 OVA的pH对体外缓释性能的影响69
• 5 小结69-71
• 全文总结及展望71-73
• 1 全文总结71-72
• 2 展望72-73
• 参考文献73-83
• 附录83-84
• 致谢84

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