论文部分内容阅读
近年来,碳纳米管(CNTs)广泛应用在DNA可视化探针、药物缓释载体、仿生材料和核磁共振造影剂等生物医学领域。然而,未修饰的碳纳米管因其疏水的特性容易在水中团聚,限制了它的应用,需要对其进行表面修饰以提高其生物相容性,其中聚合物修饰的碳纳米管作为载体与金属粒子相结合被认为是制备高效且生物相容的造影剂的合适方法。本文旨在改善碳纳米管生物相容性以及探索磁性纳米颗粒与碳纳米管相结合的有效方法,并探索了其在核磁共振造影剂方面的性能,主要研究内容与成果如下：PDDA与靶向剂功能化的磁性碳纳米管。通过静电引力相互作用将聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDDA)负载在酸化碳纳米管表面,随后将靶向剂乳糖-甘氨酸(Lac-Gly)修饰的超顺磁性氧化铁(SPIO)纳米粒子固定到CNT-PDDA表面。样品在HEK293和Huh7两种细胞中表现为低毒性,将样品按10mg kg-1的剂量注射到小鼠体内后,小鼠无异常反应。样品在室温下表现出超顺磁性,而且,SPIO纳米颗粒的R2弛豫率为92mM-1s-1,而与CNTs复合后得到的复合物的R2弛豫率高达186mM-1s-1,R2弛豫率的提高主要得益于碳纳米管作为载体可以与团簇形式的SPIO纳米颗粒复合。在样品的体内测试中发现,注射复合物前后,小鼠体内肿瘤细胞与正常细胞在MRI照片中的信号对比度提高了277%。可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT)方法合成嵌段共聚物修饰碳纳米管。RAFT法合成了分子量可控的带有正电荷的聚2-(甲基丙烯酰基氧)乙基三甲基铵氯(PMETAC)段和中性的聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯(PEGMA)段的嵌段共聚物,并通过静电引力将其负载到酸化CNTs表面。系统研究了不同聚合度的嵌段共聚物对碳纳米管在水和PBS缓冲溶液中分散性的影响,其中PEGMA段聚合度为118时,复合物可以在PBS缓冲溶液中稳定分散7天以上。微波辅助制备磁性水溶性碳纳米管。通过微波辅助的方法,在酸化的CNTs内部原位填充了Fe304纳米颗粒,并在其表面负载了RAFT方法合成的嵌段共聚物以提高复合物在PBS缓冲溶液中的分散性。闭合的磁滞回线和场冷-零场冷曲线说明样品在室温下为超顺磁性。样品在CHO-GFP和Huh7两种细胞中表现为低毒性,将样品按100mg kg-1的剂量注射到小鼠体内后,小鼠无异常反应。通过体内MRI测试发现,注射复合物前后,小鼠体内的肿瘤细胞与正常细胞的信号对比度提高。