含胺基共聚物無機納米粒子的納米復合與組裝.pdf

1、過去的十幾年,有越來越多的研究興趣集中在無機納米粒子領域,特別是半導體納米粒子與金屬納米粒子。由于這些納米粒子具有獨特的性質,特別是半導體納米粒子、金納米粒子與超順磁納米粒子,它們具有獨特的發(fā)光,吸收與磁性性能,使得它們在生物、診斷與醫(yī)藥等領域顯示出巨大的應用潛力。為了滿足生物醫(yī)學的應用要求,無機納米粒子需要良好的生物相容性,低免疫識別性與較長的體內循環(huán)時間。目前的實際應用研究發(fā)現(xiàn),生物體內復雜的生物環(huán)境往往會導致無機納米粒子的非特異性

2、吸附與聚集,因此體內循環(huán)時間也大大降低;同時,有些無機納米粒子的潛在毒性也限制了其在生物系統(tǒng)中的應用。另外,部分納米粒子只能在油相中分散。為了解決上述問題,對于無機納米粒子的修飾成為了研究的熱點。在修飾無機納米粒子的方法中,利用無機納米粒子與聚合物形成復合粒子是主要的方法之一;該方法可以利用高分子與無機納米粒子相互作用,進而拓展其在生物領域的應用。目前,已經發(fā)展出了很多有效的方法,如使用聚合物配體及利用無機納米粒子與聚合物的自組裝過程,

3、形成聚合物-無機納米粒子復合粒子,尺寸可以控制在100nm以下。由于胺基聚合物中的胺基能與納米粒子表面形成絡合,從而具備作為配體的能力;同時,含胺基的聚合物能夠在水溶液中質子化后帶正電荷,可以與帶負電荷的納米粒子產生靜電作用。所以使用含胺基的共聚物,可以同時修飾油相與水相的無機納米粒子。
　　 本文的研究重點是利用含胺基的共聚物(PEG-b-PDMAEMA與h-PAMAM-g-PEG)與無機納米粒子的復合與組裝,制備出規(guī)整結構的

4、復合組裝體,并以此實現(xiàn)修飾無機納米粒子的目的。主要工作可以分為三個方面：⑴合成了聚乙二醇-b-聚(N'N-二甲基胺基乙基甲基丙烯酸酯)(PEG-b-PDMAEMA),并將其與巰基乙酸穩(wěn)定的CdTe熒光半導體納米粒子(也稱量子點)靜電相互作用,得到了復合納米組裝體。在一定的pH值下,PEG-b-PDMAEMA中帶正點荷的PDMAEMA鏈段能與帶負電荷的CdTe納米粒子通過靜電作用,形成核區(qū),同時PEG段伸展于環(huán)境中,形成核-殼結構的組裝體

5、。隨著CdTe納米粒子用量的增加,復合組裝體的尺寸逐漸減小。由于組裝體具有核-殼結構,因此可以保護核區(qū)的熒光納米粒子,使得熒光性質不受酸性環(huán)境與自由基的影響。由于共聚物中的PEG是一類很好的生物相容性物質,并提供立構穩(wěn)定,而PDMAEMA也具有很低的毒性,因此得到的納米復合粒子表現(xiàn)出良好的鹽穩(wěn)定性與細胞毒性。⑵合成了聚乙二醇接枝的超支化聚酰胺胺h-PAMAM-g-PEG。超支化聚酰胺胺(h-PAMAM)具有與樹枝狀聚酰胺胺類似的結構和性

6、質。在前面工作的基礎上,我們系統(tǒng)研究了h-PAMAM-g-PEG與三種不同的水相納米粒子(CdTe,Au和Fe3O4)的靜電組裝行為。由于h-PAMAM-g-PEG中h-PAMAM部分在一定pH下帶正電荷,而三種水相納米粒子均帶負電荷,因此可以通過靜電作用形成組裝體。由于h-PAMAM-g-PEG具有特殊的接枝結構,較多的PEG接枝數(shù)目不利于靜電組裝體的形成。由于h-PAMAM分子內含有較多伯胺與仲胺基團,因此可以通過交聯(lián)來固定組裝體的

7、結構。制備的復合組裝體也具有較低的細胞毒性,得到的聚合物-CdTe復合組裝體可用于細胞成像。⑶將靜電組裝中使用的h-PAMAM-g-PEG用于油相(CdSe、Au、Fe3O4)納米粒子的修飾,實現(xiàn)了這些油相納米粒子在水中的良好分散,同時保持了這些納米粒子本身的特性,為后續(xù)的在生物醫(yī)學應用打下基礎。由于h-PAMAM-g-PEG中含有大量的胺基,可以與油相納米粒子的表面形成很強的絡合作用,因此可以h-PAMAM-g-PEG與油相納米粒子進