碳納米管-聚酰胺-胺復合物的制備、表征及其作為基因傳輸載體的性能研究.pdf

1、本論文將碳納米管(CNTs)和聚酰胺-胺(PAMAM)枝狀高分子相結(jié)合，采用共價交聯(lián)的方法制備了碳納米管/聚酰胺-胺(CNT-PAMAM)復合物，并將其應用于基因質(zhì)粒細胞內(nèi)傳輸研究；采用掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、傅立葉紅外光譜(FTIR)、紫外可見光譜(UV-vis)、熒光顯微鏡等分析測試技術(shù)，詳細研究了碳納米管/聚酰胺-胺復合物的微觀形貌、分散性能、蛋白質(zhì)/基因固載能力、細胞毒性、與細胞的相互作用及其作為基因

2、載體的轉(zhuǎn)染性能；并對影響轉(zhuǎn)染效率的因素進行了初步探討。在廣泛的文獻工作基礎(chǔ)上，本論文開展了以下研究工作：
　　 1.簡要綜述了基因/蛋白質(zhì)治療的發(fā)展及目前存在的問題；對碳納米管的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、功能化修飾及其在生物醫(yī)學等領(lǐng)域的應用進行了概述。
　　 2.采用共價交聯(lián)法將PAMAM修飾到多壁碳納米管(MWCNTs)表面。對MWCNT-PAMAM復合物的形貌、分散性能等進行了表征；并詳細研究了MWCNT-PAMAM對骨癌細胞(M

3、G-63)的毒性以及其固載蛋白質(zhì)和DNA的能力。結(jié)果表明：修飾到MWCNTs表面的PAMAM較密集，復合物在水溶液中有良好的分散性和穩(wěn)定性。另外，復合物對MG-63細胞有很好的生物相容性，在一定濃度(＜25μg mL-1)和培養(yǎng)時間(24 h)內(nèi)，沒有明顯的毒性；與羧基化修飾的MWCNTs相比，MWCNT-PAMAM復合物對牛血清白蛋白和DNA(5'-Fam-CAAggTCgTgTAAAggTCAg-3')的固載能力提高了約70倍，同時

4、細胞毒性降低了大約30％。
　　 3.以所制備的MWCNT-PAMAM復合物作為綠色熒光蛋白基因質(zhì)粒(pEGFP-N1)載體，研究了其對人宮頸癌細胞(HeLa)的轉(zhuǎn)染性能。采用掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡和紫外可見光譜表征了MWCNT-PAMAM與pEGFP-N1、Hela細胞的相互作用。TEM研究結(jié)果表明：MWCNT-PAMAM復合物具有較好的pEGFP-N1固載能力；MWCNT-PAMAM-pEGFP-N1復合物能夠有效地

5、進入HeLa細胞內(nèi)部。與羧基化的MWCNTs及純PAMAM相比，MWCNT-PAMAM復合物轉(zhuǎn)染pEGFP-N1的效率分別提高了約2.4倍和0.9倍；另外，在相同濃度下(25μg mL-1)，MWCNT-PAMAM復合物的毒性比純PAMAM降低了約38％。這些結(jié)果表明采用PAMAM修飾MWCNTs是一種既可以提高MWCNTs基因轉(zhuǎn)染效率又可以降低其毒性的方法。
　　 4.采用PAMAM分別修飾三種不同的CNTs(L-MWNTs-

6、1020、S-MWNTs-1020、L-SWNTs-1)，并研究了所制備三種復合物對HeLa細胞的pEGFP-N1轉(zhuǎn)染性能。初步評價了三種CNT-PAMAM復合物表面功能團數(shù)量、細胞毒性、碳納米管的長度/直徑大小與pEGFP轉(zhuǎn)染效率之間的關(guān)系。結(jié)果表明：三種CNTs-PAMAM復合物均能成功地轉(zhuǎn)染pEGFP-N1，但是轉(zhuǎn)染效率有差別，其順序為MWCNT-PAMAM-2＞SWCNT-PAMAM-3＞MWCNT-PAMAM-1。碳納米管表面