本文關(guān)鍵詞：基于熒光碳點的可視化聚電解質(zhì)復(fù)合物納米運載系統(tǒng)的制備研究

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【摘要】：碳點(carbon dots,CDs),又稱熒光碳點,碳量子點,作為一種新型的熒光納米材料,在生物光學(xué)成像中具有熒光性質(zhì)穩(wěn)定、發(fā)射波長可“調(diào)”、水溶性好、生物相容性好,生物毒性低等優(yōu)越的性能,成為生物納米領(lǐng)域最具前景的熒光標記物之一。近年來,隨著納米技術(shù)的發(fā)展,納米制劑在食品藥品領(lǐng)域當(dāng)中已得到廣泛的應(yīng)用,而隨著生物成像技術(shù)的成熟,具有可視化功能的納米制劑的研究與開發(fā)更是成為此類研究的熱點。據(jù)此,合成熒光性能優(yōu)良的碳點并將其用于納米制劑的可視化,具有重要研究意義。本文采用水熱法合成新型熒光碳點,利用直接包覆法制備具有可視功能的熒光納米顆粒,最后對其進行細胞毒性評價和細胞標記成像實驗。主要研究內(nèi)容和研究成果如下:1、以不同單糖為碳源水熱反應(yīng)制備熒光碳點,并對水熱反應(yīng)條件進行優(yōu)化。結(jié)果表明,阿拉伯糖為最佳碳源,最佳水熱反應(yīng)條件為:溫度200℃、時間7 h、pH值9、填充度60%、磷酸酪蛋白肽:阿拉伯糖為0.2%:0.32%(w/v),此條件下所得碳點量子產(chǎn)率為11.06%。制備的熒光碳點平均粒徑為4.62 nm,紫外最大吸收波長281 nm,XRD峰值為21°,可在紫外燈下發(fā)出明亮的熒光,最大發(fā)射波長為414 nm,且熒光多元發(fā)射。所制備的碳點含有豐富的-COOH、-NH2和-OH等基團,性能優(yōu)良,且對Cu2+和Fe3+有較強選擇性識別作用。2、以聚乙烯亞胺(PEI)對碳點進行表面修飾。結(jié)果表明,在水浴條件下反應(yīng),修飾的最佳工藝條件為:時間4 h,溫度70℃,20%PEI用量為6%(v/v)。修飾后碳點帶有豐富的氨基,紅外光譜表征顯示在1 630 cm-1處出現(xiàn)了酰胺震動峰,1 427 cm-1附近出現(xiàn)C-N伸縮振動峰,并在1 346 cm-1和3 419 cm-1處出現(xiàn)-NH2的特征吸收峰,XRD圖譜在17°出現(xiàn)了尖銳結(jié)晶峰,紫外最大吸收波長為214 nm,熒光最大激發(fā)波長為360 nm,最大發(fā)射波長為426 nm,量子產(chǎn)率達到30.14%。3、以殼聚糖為聚陽離子,選擇對聚乙烯亞胺修飾的碳點(CDs-PEI)包覆緩釋能力較強的陰離子多糖,通過電解質(zhì)自組裝制備聚電解質(zhì)復(fù)合物納米運載系統(tǒng)(CDs-PEI@PEC)。結(jié)果表明,卡拉膠為最優(yōu)選擇,聚電解質(zhì)復(fù)合物納米運載系統(tǒng)制備的最佳工藝為:聚電解質(zhì)濃度為0.1%、殼聚糖:卡拉膠為10:11、pH值為5.0。此時,復(fù)合物粒徑分布最為集中,平均粒徑約為400 nm,且復(fù)合物的多分散系數(shù)PDI都在0.3以下。4、對該納米運載系統(tǒng)的運載能力和理化性質(zhì)進行研究,并對其進行表征和分析。結(jié)果表明,包覆碳點和運載姜黃素對系統(tǒng)的分散性和穩(wěn)定性沒有顯著影響。經(jīng)測定系統(tǒng)的平均粒徑在400 nm左右,PDI值小于0.3,系統(tǒng)對姜黃素的包封率在60%~70%之間,姜黃素的溶解度可達50μg/mL以上,CDs-PEI和姜黃素主要通過分子間作用力被包埋于納米復(fù)合物內(nèi)。5、以小鼠巨噬細胞RAW 264.7對納米運載系統(tǒng)進行細胞毒性評價和細胞標記與成像實驗。結(jié)果表明,碳點CDs-PEI的濃度為0.75 mg/mL時,細胞活性為98.0%,CDs-PEI@PEC(CDs-PEI包覆量為300μg/mL)的濃度為1.50 mg/mL時,細胞活性為92.7%,CDs-PEI和CDs-PEI@PEC均表現(xiàn)出較低的細胞毒性。將運載系統(tǒng)應(yīng)用于的細胞標記與成像,發(fā)現(xiàn)納米運載系統(tǒng)發(fā)生了細胞內(nèi)吞作用,從而使細胞吞噬部位呈現(xiàn)明亮的熒光。進一步分析表明,該可視化運載系統(tǒng)主要通過CDs-PEI激發(fā)發(fā)光。
【學(xué)位授予單位】：華南農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O613.71;TB383.1

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本文編號：1262554