生物納米材料的自組裝及其相互作用的AFM研究.pdf

1、近年來，通過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有外界因素引導(dǎo)的條件下自發(fā)地由混亂無序的混沌狀態(tài)組裝成有序結(jié)構(gòu)的過程，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)幾個可行的納米結(jié)構(gòu)構(gòu)造途徑之一，研究自組裝對制造業(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)

2、構(gòu)來源于自組裝，如DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)、蛋白質(zhì)的三級四級結(jié)構(gòu)等，都是由小的構(gòu)筑單元通過自組裝形成的。因而研究自組裝還有助于人們對生命現(xiàn)象的理解，并且通過模仿這些生命體系中的自組裝過程，或者從生命體系中的自組裝過程得到啟發(fā)，來設(shè)計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探測樣品表面的起伏，即樣品

3、表面的形貌信息。由于AFM對樣品的要求相對簡單，并且可以在氣相、液相環(huán)境下對樣品進(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)用價值的生物納米材料的自組裝，探索不同條件對它們自組裝納米結(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，

4、還研究了它們自組裝納米結(jié)構(gòu)之間的相互作用。具體來說，工作主要包括以下幾個方面：
　　1、通過培養(yǎng)時間調(diào)節(jié)三種陽離子多肽，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)時間內(nèi)，三種陽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)變過程。因而通過控制培養(yǎng)時間，可以得到三種多

5、肽的不同的納米結(jié)構(gòu)。這為更好地利用三種陽離子多肽的自組裝納米材料來做抗菌劑、藥物載體提供依據(jù)。
　　2、通過控制黃原膠和膠凝糖的濃度、鹽度以及母液配制過程中的水浴等條件，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)計分析發(fā)現(xiàn)殼聚糖或三種陽離子多肽在云母表面打開了黃原膠的二級結(jié)構(gòu)，并且?guī)д姷臍ぞ厶?/p>