納米材料表面性質(zhì)對細胞攝取的研究.pdf

1、隨著納米技術(shù)的飛速發(fā)展，納米材料本身所具有的一些特殊性質(zhì)使得它在各領(lǐng)域特別是生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越廣泛。而這些性質(zhì)中比較重要的一點是它的可調(diào)控性。通過控制納米材料的各種性質(zhì)如尺寸、形狀、表面性質(zhì)等可以得到滿足不同需要的納米材料。但是現(xiàn)在人們對于納米材料的性質(zhì)與其生物學(xué)效應(yīng)之間關(guān)系的研究還需要進一步的深入。其中，納米材料與細胞的相互作用是其最重要的生物學(xué)效應(yīng)之一。細胞攝取納米材料是納米材料產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)的重要基礎(chǔ)，因此研究納米材料的細

2、胞攝取有重要意義。因此，研究納米材料與細胞的相互作用，尤其是納米材料的細胞攝取，對于研究納米材料的生物效應(yīng)以及開發(fā)納米材料在生物醫(yī)藥領(lǐng)域中的潛在應(yīng)用至關(guān)重要。
　　哺乳動物的巨噬細胞和非巨噬細胞能通過特有的途徑將納米材料內(nèi)化，從而使納米材料在生物體內(nèi)體現(xiàn)出一定的生物學(xué)效應(yīng)。人們通過改變納米材料的一些特有性質(zhì)調(diào)節(jié)納米材料的細胞攝取量。這種調(diào)節(jié)包括正調(diào)節(jié)和負調(diào)節(jié)。為了利于在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，特別是載藥、醫(yī)學(xué)成像等，納米材料被功能化修

3、飾從而能夠更好地被細胞攝取;而對人體造成損害的納米材料，我們希望它們不被細胞攝取。影響納米材料和細胞相互作用的因素有納米材料的尺寸、形狀、納米材料的組成、表面性質(zhì)等。其中納米材料的表面性質(zhì)不同會導(dǎo)致納米材料與細胞之間發(fā)生各種各樣的相互作用力。納米材料和細胞的相互作用主要有靜電相互作用力、輸水作用力、氫鍵作用力、π-π堆積和空間位阻等。
　　為了闡述納米材料的性質(zhì)與細胞攝入的關(guān)系，本工作著重研究了納米材料的表面性質(zhì)對納米材料的細胞攝

4、取的影響。本工作的第一部分合成了氫鍵連續(xù)變化的納米陣列。通過金硫鍵將所需配體連接到金納米表面，調(diào)節(jié)表面配體的比例得到一系列表面性質(zhì)連續(xù)變化的金納米系列。每個系列的納米材料有一個連續(xù)變化的性質(zhì)，而其他性質(zhì)的改變也在可控范圍內(nèi)。
　　本工作的第二部分通過使用本實驗室自主合成的五個表面性質(zhì)包括親疏水性、表面電荷密度、表面氫鍵、表面π鍵和表面空間位阻連續(xù)變化的金納米系列（其中表面氫鍵連續(xù)變化系列由本文合成），選用易于接觸納米顆粒的器官來源

5、的THP-1和A549兩種細胞系作為巨噬細胞和非巨噬細胞的代表，采用ICP-MS對細胞內(nèi)的金納米顆粒進行定量，研究不同性質(zhì)對納米材料的細胞攝取的影響。結(jié)果顯示影響納米材料的細胞攝取的表面性質(zhì)是親疏水性、表面電荷及氫鍵給體比例，其中最重要的影響因素是疏水性。另外，氫鍵給體比例，正電荷密度對細胞攝取納米顆粒的影響較大，而其中負電荷密度對巨噬細胞攝取納米顆粒也有影響較大。這些結(jié)果說明納米材料的表面物理化學(xué)性質(zhì)對納米材料的細胞攝取有非常重要的影