金納米粒子聚集體的生物學(xué)效應(yīng).pdf

1、微納米拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)化表面近年來(lái)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用正受到越來(lái)越廣泛的關(guān)注，如在傳感檢測(cè)和組織工程材料領(lǐng)域，這類材料有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。但長(zhǎng)期以來(lái)制備這種表面的方法存在多種不足。因而，通過(guò)一種簡(jiǎn)便易行的方法在多種材料表面制備這類表面，將有助于加快其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的理論研究和應(yīng)用拓展。
　　 本論文的主要工作是通過(guò)簡(jiǎn)便易行的葡萄糖還原法在常見(jiàn)材料表面構(gòu)建金納米粒子聚集體(GNPL)構(gòu)成的微納米級(jí)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。一方面考察了這種表面在應(yīng)用于傳統(tǒng)的酶

2、聯(lián)免疫吸附測(cè)試(ELISA)檢測(cè)中的效果；另一方面，我們對(duì)其進(jìn)行了化學(xué)改性修飾使之具備抗蛋白質(zhì)吸附能力并接枝上能與細(xì)胞特異性結(jié)合的多肽甘氨酸-精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸-酪氨酸(GRGDY)，考察了這種微納米結(jié)構(gòu)化粗糙表面對(duì)L929成纖維細(xì)胞與表面之間的特異性結(jié)合作用的影響。進(jìn)一步地，我們考察了修飾有能與特定癌細(xì)胞選擇性結(jié)合的核酸適體的表面對(duì)混合癌細(xì)胞中特定細(xì)胞的選擇性捕獲能力。具體研究?jī)?nèi)容如下：
　　 1.利用葡萄糖還原法在多種

3、材料表面制備了微納米級(jí)三維結(jié)構(gòu)的GNPL修飾的表面，考察了這種方法所制備的GNPL修飾酶標(biāo)板在應(yīng)用于ELISA中的檢測(cè)效果。用金相顯微鏡和場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)對(duì)這種GNPL的表面形貌和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。通過(guò)放射性同位素標(biāo)記法測(cè)試了不同形貌的GNPL修飾表面對(duì)模型蛋白人纖維蛋白原(Fg)，人血清白蛋白(HSA)和溶菌酶(LYZ)吸附量的影響，并進(jìn)一步考察了所吸附LYZ的活性?？疾炝诉@種GNPL表面特殊的浸潤(rùn)性現(xiàn)象，以及捕獲抗體

4、固定方式對(duì)ELISA檢測(cè)效果的影響。考察了這種GNPL修飾酶標(biāo)板在對(duì)癌癥標(biāo)志蛋白人癌胚抗原(CEA)以及人抗凝血酶原(AT)，兔免疫球蛋白(IgG)和人纖連蛋白(Fn)的檢測(cè)效果。研究發(fā)現(xiàn)：這種GNPL形貌和對(duì)蛋白的吸附量可以很方便地受反應(yīng)液用量來(lái)控制。新制備出的GNPL經(jīng)不同方法處理后，分別出現(xiàn)出超親水和超疏水兩種完全相反的浸潤(rùn)狀態(tài)，并且超親水態(tài)的GNPL在應(yīng)用于ELISA時(shí)效果最好。這種GNPL修飾板能顯著提高ELISA對(duì)所測(cè)試蛋白

5、的檢測(cè)能力，且具有優(yōu)異的選擇性和穩(wěn)定性。這種改進(jìn)方法簡(jiǎn)便易行、低成本、易于推廣、可以作為具有更高檢測(cè)能力的酶聯(lián)免疫測(cè)試方法的一個(gè)重要補(bǔ)充。
　　 2.通過(guò)表面化學(xué)改性的方法在GNPL表面制備了具有抗蛋白非特異性吸附能力并同時(shí)能與細(xì)胞發(fā)生特異性結(jié)合的表面。研究了GNPL表面粗糙度對(duì)L929成纖維細(xì)胞與該表面的特異性結(jié)合作用的影響。采用表面引發(fā)原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(SI-ATRP)在GNPL表面修飾上聚甲基丙烯酸寡聚乙二醇酯(POEG

6、MA)，并以其為間隔臂鏈接上能與細(xì)胞發(fā)生特異性作用的GRGDY短肽。通過(guò)場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)、水接觸角儀、表面粗糙度儀、橢圓偏振光譜儀和X-射線光電子能譜儀(XPS)對(duì)GNPL表面理化性質(zhì)進(jìn)行了表征。利用放射性同位素標(biāo)記方法考察了修飾前后表面對(duì)蛋白Fg吸附量的影響，并利用ELISA測(cè)試了表面對(duì)血漿中Fn的吸附量。用L929成纖維細(xì)胞考察了細(xì)胞與表面之間的特異性結(jié)合作用，以及表面粗糙度因素對(duì)這種作用的影響。結(jié)果表明：這類未經(jīng)

7、修飾的GNPL表面自身顯著抑制了L929細(xì)胞的黏附生長(zhǎng)，而在修飾POEGMA并鏈接GRGDY分子后，表面微納米拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不僅賦予各粗糙表面更加優(yōu)異的抗蛋白吸附性能，并且能極大地增強(qiáng)細(xì)胞與表面特異性結(jié)合分子的作用，顯著增強(qiáng)了表面的細(xì)胞相容性。該研究為基于細(xì)胞與材料相互作用的各種研究和應(yīng)用提供了一種很有前景的表面修飾策略。
　　 3.利用同樣的方法在金片表面制備了表面粗糙度遞增的GNPL結(jié)構(gòu)，并通過(guò)自組裝的方法在其表面修飾上能與特定的

8、癌細(xì)胞特異性結(jié)合的核酸適體(Aptamer，APT)TD05，考察了這種功能化表面對(duì)癌細(xì)胞混合液中特定的Ramos細(xì)胞的選擇性捕獲效果。采用水接觸角儀、橢圓偏振光譜儀對(duì)修飾前后的表面進(jìn)行了表征。分別在無(wú)血清和含血清兩種不同條件下，考察了人B細(xì)胞白血病細(xì)胞Ramos和人T細(xì)胞白血病細(xì)胞CCRF-CEM(簡(jiǎn)稱為CEM)在修飾前后的各GNPL表面的競(jìng)爭(zhēng)性黏附行為。研究表明：無(wú)論是在含血清還是無(wú)血清培養(yǎng)條件下，兩種細(xì)胞對(duì)GNPL表面都有著更高的

9、親和力。更重要的是，在修飾有APT后，GNPL表面粗糙度的增大對(duì)于該表面對(duì)Ramos細(xì)胞的選擇性捕獲作用有顯著的增強(qiáng)作用，特別是在無(wú)血清條件下，其對(duì)Ramos細(xì)胞的選擇性捕獲能力是對(duì)照細(xì)胞CEM的18倍。該研究表明，這種GNPL修飾材料在癌癥早期診斷，干細(xì)胞分離裝置的制備等領(lǐng)域有著潛在應(yīng)用前景。
　　 總之，本論文以葡萄糖還原法制備的GNPL微納米結(jié)構(gòu)化表面為研究基材，考察了這種方法對(duì)多種材料的適用性，以及反應(yīng)液用量對(duì)這種微納米