【摘要】：近年來(lái),通過(guò)分子自組裝的方式制造新的納米材料引起了人們的廣泛關(guān)注和研究。自組裝是指分子在沒(méi)有外界因素引導(dǎo)的條件下自發(fā)地由混亂無(wú)序的混沌狀態(tài)組裝成有序結(jié)構(gòu)的過(guò)程,由于自組裝技術(shù)生成的納米材料具有“自發(fā)”的特性,在自組裝的過(guò)程中不需人工干預(yù),因而得到的自組裝材料減少了人為因素的干擾,并且具有最佳的組合結(jié)構(gòu)。自組裝技術(shù)是少數(shù)幾個(gè)可行的納米結(jié)構(gòu)構(gòu)造途徑之一,研究自組裝對(duì)制造業(yè)、微電子學(xué)等學(xué)科有很大的的幫助。特別是,自然界中的許多生物分子的納米結(jié)構(gòu)來(lái)源于自組裝,如DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)、蛋白質(zhì)的三級(jí)四級(jí)結(jié)構(gòu)等,都是由小的構(gòu)筑單元通過(guò)自組裝形成的。因而研究自組裝還有助于人們對(duì)生命現(xiàn)象的理解,并且通過(guò)模仿這些生命體系中的自組裝過(guò)程,或者從生命體系中的自組裝過(guò)程得到啟發(fā),來(lái)設(shè)計(jì)新的自組裝生物納米材料,在生物醫(yī)藥領(lǐng)域如抗菌劑、基因和藥物載體等領(lǐng)域有很大的潛在應(yīng)用價(jià)值。AFM是一種應(yīng)用廣泛的表面形貌表征工具,它主要是利用探針和樣品表面之間的分子間作用力來(lái)探測(cè)樣品表面的起伏,即樣品表面的形貌信息。由于AFM對(duì)樣品的要求相對(duì)簡(jiǎn)單,并且可以在氣相、液相環(huán)境下對(duì)樣品進(jìn)行表征,使得它成為生物納米材料領(lǐng)域的一種重要表征手段。本文主要是通過(guò)AFM研究了幾種在生物醫(yī)藥領(lǐng)域,特別是組織工程學(xué)、基因及藥物載體等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價(jià)值的生物納米材料的自組裝,探索不同條件對(duì)它們自組裝納米結(jié)構(gòu)的影響。這些生物材料主要包括三種陽(yáng)離子多肽,即聚賴氨酸、聚精氨酸、聚組氨酸等,以及三種多糖即殼聚糖、黃原膠、膠凝糖等多糖,除了這些材料的自組裝之外,還研究了它們自組裝納米結(jié)構(gòu)之間的相互作用。具體來(lái)說(shuō),工作主要包括以下幾個(gè)方面:1、通過(guò)培養(yǎng)時(shí)間調(diào)節(jié)三種陽(yáng)離子多肽,即聚賴氨酸、聚精氨酸、聚組氨酸的自組裝納米材料的結(jié)構(gòu)。這三種陽(yáng)離子多肽由于其分子鏈上的正電基團(tuán),被應(yīng)用于抗菌劑、基因和藥物載體、生物礦化等領(lǐng)域。在研究中發(fā)現(xiàn),在不同的培養(yǎng)時(shí)間內(nèi),三種陽(yáng)離子多肽的自組裝納米結(jié)構(gòu)經(jīng)歷了不穩(wěn)定聚集體→納米纖維→納米顆�！�(wěn)定的納米薄膜等形貌轉(zhuǎn)變過(guò)程。因而通過(guò)控制培養(yǎng)時(shí)間,可以得到三種多肽的不同的納米結(jié)構(gòu)。這為更好地利用三種陽(yáng)離子多肽的自組裝納米材料來(lái)做抗菌劑、藥物載體提供依據(jù)。2、通過(guò)控制黃原膠和膠凝糖的濃度、鹽度以及母液配制過(guò)程中的水浴等條件,得到了黃原膠在云母表面的自組裝網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和棒狀結(jié)構(gòu),以及膠凝糖的均勻的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。在網(wǎng)狀及棒狀黃原膠上滴加酸性條件下的殼聚糖或者陽(yáng)離子多肽,可以使黃原膠納米結(jié)構(gòu)周圍產(chǎn)生很多小纖維,經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)殼聚糖或三種陽(yáng)離子多肽在云母表面打開(kāi)了黃原膠的二級(jí)結(jié)構(gòu),并且?guī)д姷臍ぞ厶腔蛘哧?yáng)離子多肽和帶負(fù)電的黃原膠之間的靜電作用是解螺旋的主要驅(qū)動(dòng)力。這一發(fā)現(xiàn)對(duì)一些淀粉樣蛋白引起的疾病如阿茲海默癥等的治療具有潛在的意義。3、研究了黃原膠在義齒樹(shù)脂表面不同條件下的自組裝納米形貌。這部分內(nèi)容為黃原膠的納米結(jié)構(gòu)在牙齒保護(hù)中的作用的研究提供鋪墊。
[Abstract]:In recent years, the manufacture of new nano-materials by means of self-assembly of molecules has caused extensive attention and research. self-assembly refers to the process of assembling the molecules into an ordered structure spontaneously under the condition that the molecules are not guided by external factors, the nano material generated by the self-assembly technology has the characteristics of "spontaneous", no manual intervention is needed during the self-assembly process, The resulting self-assembled material reduces the interference of human factors and has the best combined structure. The self-assembly technology is one of a few feasible methods to construct the nano-structure, and the self-assembly has great help in the fields of manufacturing and microelectronics. In particular, the nanostructure of many of the biological molecules in the natural world is derived from self-assembly, such as the double-helix structure of the DNA, the three-stage four-stage structure of the protein, and the like, and is formed by self-assembly by a small construction unit. therefore, the self-assembly process of the self-assembled biological nano-material is designed by imitating the self-assembly process in the life system, or from the self-assembly process in the life system, And has great potential application value in the fields of gene and drug carrier and the like. The AFM is a widely used surface morphology characterization tool, which mainly uses the intermolecular force between the probe and the surface of the sample to detect the fluctuation of the surface of the sample, that is, the shape information of the surface of the sample. The requirement of AFM to the sample is relatively simple, and the sample can be characterized in the gas-phase and liquid-phase environment, so that it becomes an important means of characterization in the field of biological nano-materials. In this paper, the self-assembly of several biological materials with important application value in the field of biological medicine, especially the tissue engineering, gene and drug carrier, is studied by AFM, and the effect of different conditions on the self-assembled nano-structure is explored. The biological materials mainly comprise three cationic polypeptides, namely polylysine, polyarginine, polyhistidine, and the like, as well as three polysaccharides, namely chitosan, xanthan gum, gellan gum and the like, besides the self-assembly of the materials, The interaction between their self-assembled nanostructures was also studied. Specifically, the work mainly includes the following aspects:1. The structure of the self-assembled nano-material of polylysine, polyarginine and polyhistidine is adjusted by the culture time. The three cationic polypeptides are used in the fields of antibacterial agent, gene and drug carrier, biological mineralization and the like due to the positive charge group on the molecular chain of the three cationic polypeptides. It was found in the study that the self-assembled nanostructures of the three cationic polypeptides were subjected to the morphology transformation process of unstable aggregates, nano-fiber and nano-particles, and the like in different culture times. Thus, by controlling the culture time, different nanostructures of the three polypeptides can be obtained. this provides the basis for the better utilization of the self-assembled nano-materials of the three cationic polypeptides as the antibacterial agent and the drug carrier, The self-assembled net structure and the rod-like structure of the xanthan gum on the mica surface and the uniform network structure of the gel sugar are obtained. the chitosan or the cationic polypeptide under the acidic condition is dripped on the mesh and the rod-shaped xanthan gum, so that a plurality of small fibers can be generated around the xanthan gum nano structure, and the secondary structure of the xanthan gum is opened on the surface of the mica through the statistical analysis, And the electrostatic interaction between the positively charged chitosan or the cationic polypeptide and the negatively charged xanthan gum is the primary driving force of the dehelix. This finding is of potential significance for the treatment of some amyloid-induced diseases, such as Alzheimer's disease, and studies the self-assembled nano-morphology of xanthan gum under different conditions of the surface of the denture resin. This part provides a foundation for the study of the role of the nano-structure of xanthan gum in the protection of teeth.
【學(xué)位授予單位】：河南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB383.1

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本文編號(hào)：2511631