單分散磁性納米粒子-微球的制備、表征與生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用.pdf

1、磁場輔助分離技術(shù)是基于磁性微球在外磁場作用下的磁泳運動而對口標(biāo)物進行分離富集的技術(shù)，具有高效、快速、非玷污、集分離富集于一體等諸多優(yōu)點，在核酸提取、基因測序、細胞分離、免疫分析、固定化酶、手性分離等生命科學(xué)研究領(lǐng)域獲得日益廣泛的應(yīng)用。生物磁分離技術(shù)的近期發(fā)展趨勢是微型化、平行化和自動化，所面臨的關(guān)鍵問題在于粒徑大小均一、水中分散性好、磁響應(yīng)性強、超順磁性磁性微球的制備，以保證生物分離過程的高效性、重現(xiàn)性和可控性。磁性納米粒子在疾病早期診

2、斷及治療中具有潛力，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的發(fā)展也頗受關(guān)注。磁性納米粒子和復(fù)合微球可通過多種方法制備得到，如化學(xué)沉淀法和單體聚合法等，但是這些方法都有一定的局限性，包括粒子粒徑不均一、粒徑分布寬、制備過程復(fù)雜、溶劑毒性大等缺點。因此，探索高質(zhì)量磁性納米粒子/微球的簡便合成方法，開拓所合成的新材料在生物醫(yī)藥領(lǐng)域中的應(yīng)用，具有十分重要的科學(xué)意義和實用價值。作者以單分散的硅膠微球為模板，通過原位生成法制備了磁性可控的磁性硅膠復(fù)合微球，通過對大豆及加

3、工產(chǎn)品的DNA提取及PCR擴增，建立了磁性微球?qū)D(zhuǎn)基因產(chǎn)品的檢測；由于磁性硅膠復(fù)合微球的磁響應(yīng)強度不能滿足所有試驗樣品的實際需求，作者通過溶劑熱合成法制備了高磁響應(yīng)性的Fe3O4磁性微球，并將其應(yīng)用到中藥材DNA的提取及真?zhèn)舞b別中；將化學(xué)沉淀法得到的磁性納米粒子經(jīng)過表面處理，以聚苯乙烯為基質(zhì)制備了核殼型親和素包覆磁性復(fù)合微球，與上述得到的磁性硅膠復(fù)合微球及Fe3O4磁性微球相比，具有低密度、易懸浮的特點，將其應(yīng)用于血液樣品中細胞分離中獲

4、得良好效果；由于化學(xué)沉淀制備的磁性納米粒子不能形成良好的單分散晶體，通過高溫分解法，使用無毒的油酸鐵復(fù)合物作為前驅(qū)體，制備了結(jié)晶良好的單分散Fe3O4磁性納米粒子并將其成功轉(zhuǎn)入到水相當(dāng)中，為其在磁共振/磁粒子成像中作為造影劑使用奠定了基礎(chǔ)。
　　 本文的研究工作主要分為以下四個部分：
　　 (1)首先采用原位生成法合成了單分散硅膠Fe3O4磁性復(fù)合微球，通過溶膠-凝膠法用硅烷偶聯(lián)試劑對磁性微球進行表面官能團修飾。對成球機

5、理和影響因素進行了系統(tǒng)的研究。利用FT-IR、XRD、VSM、TEM、HR-TEM等手段對微球的結(jié)構(gòu)，形貌和磁性進行表征，結(jié)果表明，所得微球具有粒徑均一、磁性可控、分散性好等優(yōu)點，為快速分離奠定了基礎(chǔ)，且制備簡便，有利于實現(xiàn)大規(guī)模的生產(chǎn)。用所得到的磁性硅膠復(fù)合微球?qū)Υ蠖辜凹庸ぶ破愤M行了DNA提取及PCR擴增，建立了基于磁分離的轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的檢測方法。
　　 (2)以乙二醇為溶劑、多種含氮物質(zhì)為配體，運用溶劑熱合成法制備了高磁響應(yīng)性

6、Fe3O4磁性微球，探討了體系中含氮物質(zhì)對成球的影響。所制備的Fe3O4磁性微球具有高磁響應(yīng)性，即便在比較粘稠的溶液體系中也能對外磁場作出快速響應(yīng)，尤其適合于植物細胞中核酸樣品的分離富集。將其用于提取中藥材DNA，探討了對市售中藥材進行真?zhèn)舞b別和種屬鑒別的可能性。
　　 (3)以化學(xué)沉淀法制備的磁性納米粒子為基礎(chǔ)，通過層層自組裝法制備了核殼型聚苯乙烯磁性微球，該磁性微球具有密度小、容易在溶液中懸浮的特點。探討了磁性復(fù)合微球制備過

7、程中表面包覆的方法對之后生物應(yīng)用的影響，并將其修飾親和素蛋白，成為細胞特異性捕獲的新型分離載體，研究了該磁性復(fù)合微球在細胞分離中的作用，取得了良好的效果。
　　 (4)為了得到單分散超順磁性的納米磁性晶體以用于醫(yī)用檢測與治療，作者用高溫分解法分解無毒的油酸鈉復(fù)合物，制備了單分散Fe3O4磁性納米粒子，探討了油酸和油酸鐵復(fù)合物的比例對生成磁性納米粒子粒徑的影響，并將油溶性的磁性納米粒子通過配體交換分散在水溶液中，得到的水溶性磁性納