金納米團(tuán)簇與銀納米纖維的合成及其在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用.pdf

1、目前,納米材料已逐漸成為了多門學(xué)科研究的基礎(chǔ)。納米材料由于其自身的小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)和、量子隧道效應(yīng)等,使其在光學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)等方面得到了極為廣泛的應(yīng)用,已成為近年來科學(xué)研究的熱點(diǎn)。特別是一些貴金屬納米材料(如金納米顆粒、銀納米線等)由于具有較強(qiáng)的表面增強(qiáng)拉曼散射(SERS),特異的局部表面等離子體共振(LSPR)等效應(yīng),其在化學(xué)-生物傳感,細(xì)胞標(biāo)記和基因轉(zhuǎn)染等方面的應(yīng)用越來越引起了研究人員的廣泛關(guān)注。本文主要研究了貴金屬納米材料的合

2、成、表征以及應(yīng)用,具體開展了以下兩個方面的工作:
　　 1.金納米團(tuán)簇的制備及其在細(xì)胞成像中的應(yīng)用
　　 我們在室溫下合成了用樹枝狀大分子保護(hù)的熒光金納米團(tuán)簇(由幾個或幾十個金原子組成的納米團(tuán)簇,其熒光量子產(chǎn)率高達(dá)24.5％),并成功地將其應(yīng)用于腫瘤細(xì)胞的特異性標(biāo)記。金納米團(tuán)簇作為一種新型的熒光染料,相對于傳統(tǒng)的熒光染料或量子點(diǎn)來說,具有諸多優(yōu)點(diǎn):例如,合成條件溫和；水溶性好；表面功能基團(tuán)多,易于進(jìn)行各種化學(xué)或物理修飾；

3、不易漂白,可以長時間的觀察樣品；沒有眨眼現(xiàn)象;自身體積較小從而不會干擾蛋白質(zhì)之間的反應(yīng)；有更好的生物兼容性等等。因此,相比之下,金納米團(tuán)簇在細(xì)胞生物學(xué)領(lǐng)域?qū)懈鼮閺V泛的應(yīng)用。在這個工作中,我們首先合成了自身沒有熒光的樹枝狀大分子化合物G3.5-dendron,然后將葉酸分子(folic acid)通過共價交聯(lián)的方法修飾到了G3.5-dendron上。利用NaBH4通過化學(xué)還原的方法將HAuCl4在G3.5-dendron-folica

4、cid的保護(hù)下成功合成了可以發(fā)熒光的金納米團(tuán)簇(GCDF)。該金納米團(tuán)簇激發(fā)波長位于368 nm,發(fā)射波長在445 nm。其在PBS緩沖溶液中可以長期穩(wěn)定存在。實驗證明:將其置于PBS緩沖溶液10小時前后的熒光強(qiáng)度沒有任何改變,這就為它應(yīng)用到細(xì)胞生物學(xué)領(lǐng)域奠定了良好的基礎(chǔ)。有實驗證明:相對于正常細(xì)胞來講,腫瘤細(xì)胞表面的一些特定受體會極大過量的表達(dá)。葉酸受體就是其中的一種。我們將這種連接有葉酸分子的GCDF與腫瘤細(xì)胞共培養(yǎng),發(fā)現(xiàn)GCDF在

5、短時間內(nèi)可以進(jìn)入腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中,并產(chǎn)生較強(qiáng)的熒光信號。而對于正常細(xì)胞,GCDF沒有這樣的識別功能。這就說明了GCDF可以實現(xiàn)對腫瘤細(xì)胞的特異性和高效性識別。
　　 2.銀納米纖維的制備及結(jié)構(gòu)表征
　　 基于納米材料重要的研究與應(yīng)用價值,納米材料的制備就顯得更加的具有意義。由于銀納米纖維具有特殊的各向異性表面拉曼增強(qiáng)效應(yīng),場效應(yīng)等等,其成為了近年來多個學(xué)科研究的熱點(diǎn)話題。因此,尋求簡單方便快捷的方法來制備銀納米纖維更加

6、顯得十分重要。這里,我們利用了相對簡單的方法一步合成了分散的水溶性銀納米纖維。與其他常規(guī)的合成手段相比,該合成方法的不同點(diǎn)主要在于我們采用了一種新型的聚合物PEOx來進(jìn)行實驗。從而使得在不需要其他外加金屬離子的情況下可以比較容易的實現(xiàn)銀納米纖維的合成。在本實驗中,我們詳細(xì)的研究了不同的反應(yīng)溫度,反應(yīng)時間,反應(yīng)物的摩爾比,加樣順序等等對銀納米纖維形態(tài)及產(chǎn)率的影響,從而得到了最優(yōu)化的實驗條件。與目前文獻(xiàn)報道的常規(guī)的銀納米纖維合成方法相比,我