含胺基共聚物無機(jī)納米粒子的納米復(fù)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(jī)納米粒子領(lǐng)域,特別是半導(dǎo)體納米粒子與金屬納米粒子。由于這些納米粒子具有獨(dú)特的性質(zhì),特別是半導(dǎo)體納米粒子、金納米粒子與超順磁納米粒子,它們具有獨(dú)特的發(fā)光,吸收與磁性性能,使得它們?cè)谏?、診斷與醫(yī)藥等領(lǐng)域顯示出巨大的應(yīng)用潛力。為了滿足生物醫(yī)學(xué)的應(yīng)用要求,無機(jī)納米粒子需要良好的生物相容性,低免疫識(shí)別性與較長的體內(nèi)循環(huán)時(shí)間。目前的實(shí)際應(yīng)用研究發(fā)現(xiàn),生物體內(nèi)復(fù)雜的生物環(huán)境往往會(huì)導(dǎo)致無機(jī)納米粒子的非特異性

2、吸附與聚集,因此體內(nèi)循環(huán)時(shí)間也大大降低;同時(shí),有些無機(jī)納米粒子的潛在毒性也限制了其在生物系統(tǒng)中的應(yīng)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(duì)于無機(jī)納米粒子的修飾成為了研究的熱點(diǎn)。在修飾無機(jī)納米粒子的方法中,利用無機(jī)納米粒子與聚合物形成復(fù)合粒子是主要的方法之一;該方法可以利用高分子與無機(jī)納米粒子相互作用,進(jìn)而拓展其在生物領(lǐng)域的應(yīng)用。目前,已經(jīng)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(jī)納米粒子與聚合物的自組裝過程,

3、形成聚合物-無機(jī)納米粒子復(fù)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(luò)合,從而具備作為配體的能力;同時(shí),含胺基的聚合物能夠在水溶液中質(zhì)子化后帶正電荷,可以與帶負(fù)電荷的納米粒子產(chǎn)生靜電作用。所以使用含胺基的共聚物,可以同時(shí)修飾油相與水相的無機(jī)納米粒子。
　　 本文的研究重點(diǎn)是利用含胺基的共聚物(PEG-b-PDMAEMA與h-PAMAM-g-PEG)與無機(jī)納米粒子的復(fù)合與組裝,制備出規(guī)整結(jié)構(gòu)的

4、復(fù)合組裝體,并以此實(shí)現(xiàn)修飾無機(jī)納米粒子的目的。主要工作可以分為三個(gè)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(dǎo)體納米粒子(也稱量子點(diǎn))靜電相互作用,得到了復(fù)合納米組裝體。在一定的pH值下,PEG-b-PDMAEMA中帶正點(diǎn)荷的PDMAEMA鏈段能與帶負(fù)電荷的CdTe納米粒子通過靜電作用,形成核區(qū),同時(shí)PEG段伸展于環(huán)境中,形成核-殼結(jié)構(gòu)的組裝體

5、。隨著CdTe納米粒子用量的增加,復(fù)合組裝體的尺寸逐漸減小。由于組裝體具有核-殼結(jié)構(gòu),因此可以保護(hù)核區(qū)的熒光納米粒子,使得熒光性質(zhì)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(zhì),并提供立構(gòu)穩(wěn)定,而PDMAEMA也具有很低的毒性,因此得到的納米復(fù)合粒子表現(xiàn)出良好的鹽穩(wěn)定性與細(xì)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(jié)構(gòu)和性

6、質(zhì)。在前面工作的基礎(chǔ)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(fù)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(jié)構(gòu),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(nèi)含有較多伯胺與仲胺基團(tuán),因此可以通過交聯(lián)來固定組裝體的

7、結(jié)構(gòu)。制備的復(fù)合組裝體也具有較低的細(xì)胞毒性,得到的聚合物-CdTe復(fù)合組裝體可用于細(xì)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(shí)現(xiàn)了這些油相納米粒子在水中的良好分散,同時(shí)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(xué)應(yīng)用打下基礎(chǔ)。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(qiáng)的絡(luò)合作用,因此可以h-PAMAM-g-PEG與油相納米粒子進(jìn)