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纳米材料在生物领域有非常广阔的应用前景,为现代医学的诊断和治疗注入了新的动力。目前,虽然已经取得了一些突破性成果,但是很多研究还都处于起步阶段,此外纳米材料的生物效应也有待进一步考察,因此制备安全可靠的功能纳米材料以期在生物领域发挥作用还面临很大的挑战。我们立足于设计合成生物相容性好的功能纳米材料并开发其在生物领域的应用,开展了一些工作,具体分为以下几个方面:
1.合成了二甲胺基乙硫醇保护的CdTe QDs,它通过静电作用与DNA结合形成较大的复合物:我们选择了生物体内天然存在的一种小分子谷胱甘肽(GSH)作为调控释放DNA的因素,在一定浓度下,可以成功地释放DNA,且释放下来的DNA在细胞内成功转录并表达,证明此结合和释放的过程没有对DNA造成损害。特别值得一提的是,细胞内GSH浓度远大于细胞外,这种天然的浓差有利于DNA选择性地在细胞内大量释放。这为QDs作为一种“可见”的载体在药物传输和基因治疗等领域发挥作用提供了潜在的可能。
2.发展了一种一锅煮的方法合成具有肿瘤靶向功能的金纳米粒子。我们选择叶酸作为还原剂兼保护剂,通过简单加热,直接还原氯金酸,得到水溶性很好,且单分散的叶酸保护的金纳米粒子;探讨了叶酸分子和金纳米粒子的结合方式;通过细胞试验,证明合成的叶酸保护的金纳米粒子可以通过HeLa细胞表面高表达的叶酸受体介导进入细胞,且生物相容性良好,没有明显的细胞毒性。这种简单的合成方法避免了传统的功能化修饰过程,提供了一种简单、绿色合成功能纳米材料的方法。
3.我们用载有二茂铁(Fc)的双十二烷基溴化铵(DDAB)泡囊作为阳离子配体,硫代乙酰胺,醋酸锌为前体,在80℃水浴加热电磁搅拌的条件下,生成了单分散且水溶性很好的ZnS纳米球,该纳米球是由较小的六方ZnS纳米晶(2-5nm)高密度堆积形成的三维结构组装体,表面粗糙:此外,得到的Fc-DDAB-ZnS纳米球对大肠杆菌显示出优良的抗菌性能,同时对哺乳动物细胞(HEK293cells)基本没有毒性,这使得它们有望发展成为一种安全高效的抗菌剂。
4.通过层层组装技术构建了可循环再生重复使用的抗菌功能薄膜。我们利用层层组装技术制得了PDDA/DNA多层膜,可吸附载入银离子,通过原位化学还原得到银纳米颗粒参杂的多层膜,具有良好的抗菌性能;膜表面又附加了一个不含银的缓冲层,避免银纳米颗粒与组织直接接触,提高了抗菌膜的生物相容性;抗菌过程中,银纳米颗粒氧化溶出,膜的抗菌性能逐渐丧失,我们通过再次负载银使得膜抗菌功能再生,因此可以循环使用。这种生物相容性好且可循环使用的抗菌功能涂层有望在植入器件等领域发挥作用。