【摘要】：氧化鐵納米顆粒(NPs)及其復合材料是優(yōu)異的吸附劑及催化劑,并具有超順磁性和良好的生物相容性,能夠進行各種功能化修飾,廣泛應用于生物醫(yī)療的各個領域。氧化鐵NPs普遍和多樣化的應用極大地增加了 NPs與生物體直接接觸的可能性。因此,研究氧化鐵NPs與生物膜的相互作用對評價其對生物的安全性十分必要。真實細胞膜組分多樣、結構復雜,具有不對稱性及側向異質(zhì)性,并且膜整體電位為負但含有少量正電結構域。這些組分和結構特性與NP-膜相互作用密切相關。因此,本研究以膜上帶電位點及脂質(zhì)組成為切入點,以γ-Fe203NPs為研究對象,選取大單層囊泡(GUVs)和小單層囊泡(SUVs)作為模擬細胞膜,探討NP-膜相互作用。通過調(diào)節(jié)帶電脂質(zhì)(陽離子脂質(zhì)DOTAP和陰離子脂質(zhì)DOPG)的加入量制備一系列不同電荷分布的模擬細胞膜。通過引入不同種類的脂質(zhì),如磷脂酰乙醇胺(PE)、磷脂酰絲氨酸(PS)、鞘磷脂(SM)以及膽固醇(Chol)制備一系列不同脂質(zhì)組分的模擬細胞膜。模擬細胞膜中的帶電位點對NP-膜相互作用產(chǎn)生影響。利用激光掃描共聚焦顯微鏡及石英晶體微天平(QCM)技術研究NPs對模擬細胞膜形態(tài)及完整性的影響。結果表明,當整體電位為負的模擬細胞膜中含有少量正電位點時,γ-Fe203 NPs能夠在膜上發(fā)生粘附甚至引起膜破裂。即模擬細胞膜上的正電結構域為γ-Fe203 NPs的粘附提供了位點。并且與整體膜電位相比,膜中正電位點的數(shù)量決定了負電γ-Fe203 NPs引起的膜損傷程度。此外,利用熒光光譜掃描及廣義極化(GP)值計算定量分析NPs對SUVs流動性的影響。結果表明,γ-Fe2O3NPs能夠?qū)е耂UVs脂質(zhì)有序性降低,膜流動性增加。利用紅外光譜譜圖分析NPs對脂質(zhì)分子結構的影響。結果表明,γ-Fe203 NPs可以通過磷酸二酯及三甲胺基團與膜發(fā)生相互作用。模擬細胞膜中脂質(zhì)種類不同也會導致NP-膜相互作用產(chǎn)生差異。QCM實驗表明,盡管SUVs整體電位為負,脂質(zhì)組分不同時,NP-膜相互作用也不相同。當膜中含有SM或Chol時,負電γ-Fe203NPs能夠通過擴散接近膜,導致NPs在膜上發(fā)生粘附甚至引起膜破裂。而當膜中同時存在SM與Chol時,Chol能夠與SM形成液體有序相(Lo)結構域。該膜結構域能夠削弱NP-膜相互作用,增強膜的穩(wěn)定性。此外,GP值計算結果表明,該液體有序相(Lo)結構域的存在能夠維持膜的流動性,抑制,γ-Fe203NPs誘導的膜流動性增加。紅外譜圖表明,y-Fe203 NPs還可以通過酰胺基團、羥基等結構與膜發(fā)生相互作用。此外,當膜中同時引入正電位點及多種脂質(zhì)組分時,QCM實驗及GP值計算結果表明,負電γ-Fe203 NPs與膜之間的相互作用明顯增強,NPs在膜上的粘附量增加,甚至能夠引起膜破裂。這可能是因為膜上不僅含有正電位點,還含有豐富的脂質(zhì)種類,γ-Fe203 NPs能夠通過影響多種脂質(zhì)分子結構來影響膜性質(zhì),顯著增強了 NP-膜的相互作用。本研究揭示了 γ-Fe2O3 NPs與模擬細胞膜可能的作用機制,為預測γ-Fe203 NPs的環(huán)境行為和環(huán)境歸趨提供依據(jù),對了解其生物效應確認其對生物的安全性至關重要。
【圖文】：

３．１結果與討論逡逑３．１．１邋Ｙ－Ｆｅ２0３邋ＮＰｓ及不同正電位點模擬細胞膜的性質(zhì)逡逑ＸＲＤ光譜證實ｆ邋ｙ－Ｆｅ２０３邋ＮＰｓ的晶體結構（圖３－１）。單個Ｙ－Ｆｅ２０３ＮＰ的平均逡逑直徑為３１ｎｍ。ｙ－Ｆｅ２0３ＮＰｓ在去離子水中和０．１邋Ｍ葡萄糖溶液中的平均水合粒徑逡逑為邋５４５．４±８２．９ｎｍ邋和邋６０５．９±５１．０ｎｍ。如圖邋３－２Ａ邋所示，在邋ｐＨ３－丨０邋范圍內(nèi)，？ｙ－Ｆ＾Ｃｈ逡逑ＮＰｓ的Ｃ電位在去離子水和０．１邋Ｍ葡萄糖溶液中基本均為負值。而在實驗ｐＨ逡逑７．４士０．１時，丫－Ｆｅ２0３邋ＮＰｓ的Ｃ電位在去離子水中為－７．５邋ｍＶ，在０．ＩＡ／葡荀糖中為逡逑－３２．５邋ｍＶ。并且因為Ｇ電位絕對值更大，所以ｙ－Ｆｅ２0３邋ＮＰｓ在０．１邐葡萄糖溶液逡逑中的分散更穩(wěn)定［８５］。逡逑１６００－．邐逡逑１４００－逡逑？芑邋１２００－逡逑Ｓ逡逑—１０００－逡逑６００－１邐邐邐．邐邐邐．邐邐邐．邐邐邐．邐■邐１逡逑２０邐３０邐４０邐５０邐６０邐７０逡逑２６邋（°）逡逑圖３－丨Ｙ－Ｆｅ２0３邋ＮＰｓ的ＸＲＤ譜圖逡逑Ｆｉｇ．邋３－ｌ．ＸＲＤ邋ｏｆｙ－Ｆｅ２0３ＮＰｓ逡逑１７逡逑

Ｒｔａｐ邋ｖａｌｕｅｓ邋ａｔ邋ｐＨ邋７．４邋ｉ邋０．１逡逑３．１．２顯微觀察Ｙ－Ｆｅ２0３邋ＮＰｓ對不同正電位點膜形態(tài)及完整性的影響逡逑在顯微鏡下觀察通過溫和水化法制備的ＧＵＶｓ（圖３－３）。ＧＵＶｓ直徑在１０－逡逑１００邐范圍內(nèi)，并且不同值的ＧＵＶｓ形態(tài)與大小并無明顯差異。逡逑Ｈｔａｐ邋＝邋０邋ｈ尸＝邋０．２邐？７；＾邋＝邋０．４邋Ｒｔａｐ－０－６邋化廣0．？邋＾／＞＝＇邋0逡逑■■■■■■逡逑圖３－３不同及值的ＧＵＶｓ的顯微圖像。每張圖片的標尺均為５０邋｜ｉｍ逡逑Ｆｉｇ．邋３－３．邋Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃ邋ｉｍａｇｅｓ邋ｏｆ邋ＧＵＶｓ邋ｗｉｔｈ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋Ｒ／ａｐ邋ｖａｌｕｅｓ．邋Ｔｈｅ邋ｓｃａｌｅ邋ｂａｒ邋ｉｎ邋ｅａｃｈ邋ｉｍａｇｅ邋ｉｓ逡逑５０邋ｆｉｍ逡逑但是，不同如尸值的ＧＵＶｓ暴露于Ｙ－Ｆｅ２０３邋ＮＰｓ后差異明顯（圖３－４）。逡逑值越大，ＧＵＶｓ破裂越嚴重。不含正電位點的ＧＵＶｓＣＲｔｍ／＾０）大部分保持完整。逡逑圖像中可見的黑灰色物質(zhì)是團聚和沉降的Ｙ－Ｆｅ２０３邋ＮＰｓ，，幾乎沒有脂質(zhì)碎片粘附逡逑到ＮＰｓ表面。這表明
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：R318.08

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 喬瑞瑞;賈巧娟;曾劍峰;高明遠;;磁性氧化鐵納米顆粒及其磁共振成像應用[J];生物物理學報;2011年04期

2 蔣革;袁玉姣;李宗諭;;磁性氧化鐵納米顆粒在腫瘤診療方面的研究進展[J];化工管理;2015年30期

3 張昕桐;熊猛;;超順磁性氧化鐵納米顆粒標記干細胞的研究進展[J];組織工程與重建外科雜志;2016年06期

4 陳玉新;肖旺釧;古宏晨;;碳納米管/磁性氧化鐵納米顆粒復合研究的進展[J];東南大學學報(醫(yī)學版);2011年01期

5 曹正國,周四維,劉繼紅,宋曉東;超順磁性葡聚糖氧化鐵納米顆粒的制備及其作為基因載體的可行性研究(英文)[J];The Chinese-German Journal of Clinical Oncology;2005年03期

6 謝園園;劉碩;王斌;;氧化鐵納米顆粒示蹤干細胞的臨床轉化研究進展[J];中國材料進展;2019年06期

7 A.Al Faraj;F.Gazeau;C.Wilhelm;C.Devue;C.L.Guérin;C.Péchoux;麻智慧;;載有氧化鐵納米顆粒的內(nèi)皮細胞衍生微粒:小鼠MR成像監(jiān)測的可行性[J];國際醫(yī)學放射學雜志;2012年03期

8 蔣丹烈;胡霞林;王銳;尹大強;;離子對氧化鐵納米顆粒水中聚集作用的影響[J];中國環(huán)境科學;2014年10期

9 孫濤;王光輝;陸安慧;李文翠;;磁性氧化鐵納米顆粒的研究進展[J];化工進展;2010年07期

10 章志海;;磁性氧化鐵納米顆粒及其磁共振成像應用[J];化工管理;2018年10期

相關會議論文 前10條

1 顧寧;劉嵐;李倩;陸荔;唐萌;張東生;馬明;張宇;端木云;周潔;;氧化鐵納米顆粒在生物安全性初步研究中的一些現(xiàn)象[A];2005年納米和表面科學與技術全國會議論文摘要集[C];2005年

2 張文晶;張藝軒;史鑫浩;梁聰;鮮躍仲;金利通;;羅丹明-B修飾的超順磁性氧化鐵納米顆粒:制備、表征及性能研究[A];第十一屆全國電分析化學會議論文摘要（3）[C];2011年

3 李靜超;孫文杰;沈明武;史向陽;;葉酸靶向的超高弛豫率氧化鐵納米顆粒的制備及其腫瘤MR成像[A];中國化學會第29屆學術年會摘要集——第35分會：納米生物醫(yī)學中的化學問題[C];2014年

4 汪冰;豐偉悅;朱墨桃;王云;趙宇亮;柴之芳;;核技術研究吸入氧化鐵納米顆粒在小鼠腦中轉運的尺寸依賴性[A];中國化學會第26屆學術年會現(xiàn)代核化學與放射化學分會場論文集[C];2008年

5 祝閃閃;陽俊;何丹農(nóng);;RGD介導超順磁性鋅摻雜氧化鐵納米顆粒標記腦腫瘤癌細胞的磁共振成像研究[A];中國化學會第30屆學術年會摘要集-第三十八分會：納米生物效應與納米藥物化學[C];2016年

6 呂玉珍;楊瑞楓;梁芳;趙子華;齊興義;楊青林;鄧元;嵇天浩;郭林;徐惠彬;;氧化鐵納米顆粒的合成、表征及特性研究[A];第五屆中國功能材料及其應用學術會議論文集Ⅱ[C];2004年

7 朱墨桃;豐偉悅;王云;汪冰;王萌;歐陽宏;趙宇亮;柴之芳;;氧化鐵納米顆粒呼吸暴露后的肺外轉運、代謝動力學及健康風險評估[A];中國毒理學會第三屆中青年學者科技論壇暨2011年全國前列腺藥理毒理學研討會論文集[C];2011年

8 喻萬景;侯鵬翔;張莉莉;;碳納米管填充氧化鐵納米顆粒用作鋰離子電池負極材料[A];2011中國材料研討會論文摘要集[C];2011年

9 陳玲;謝俊;張宇;顧寧;;單包覆磷脂-PEG磁性氧化鐵納米顆粒的合成與表征[A];中國化學會第29屆學術年會摘要集——第33分會：納米材料合成與組裝[C];2014年

10 嚴微;郭嬌嬌;向晨陽;楊維濤;王俊;張兵波;易昌鳳;徐祖順;金尚彬;譚必恩;;聚合物配體修飾的磁性氧化鐵納米顆粒作為MRI造影劑的研究[A];中國化學會2017全國高分子學術論文報告會摘要集——主題F：生物醫(yī)用高分子[C];2017年

相關重要報紙文章 前1條

1 白毅;我發(fā)現(xiàn)氧化鐵納米顆粒模擬酶[N];中國醫(yī)藥報;2007年

相關博士學位論文 前3條

1 向娟娟;氧化鐵磁性納米轉運體系的研制及其在體內(nèi)外基因轉運中的應用[D];中南大學;2003年

2 任翠領;新型光學—磁性納米生物材料的液相合成、表征及性質(zhì)研究[D];蘭州大學;2010年

3 Zia ur Rahman;多功能磁性鐵氧化物納米粒子的應用研究[D];蘭州大學;2013年

相關碩士學位論文 前10條

1 章涵穹;調(diào)控膜電荷和脂質(zhì)種類研究氧化鐵納米顆粒對模擬細胞膜的作用[D];山東大學;2019年

2 白玉英;不同粒徑和濃度的氧化鐵納米顆粒影響骨髓間充質(zhì)干細胞分化及機制研究[D];重慶大學;2018年

3 王海博;非晶氧化鐵納米顆粒的制備與表征[D];蘭州大學;2011年

4 李楊;結合中頻交變磁場提高氧化鐵納米顆粒磁學性能的研究[D];東南大學;2016年

5 張s

本文編號：2678983