磷酰胆碱结构修饰的单壁碳纳米管及其生物效应的研究

发布时间：2017-05-10 22:08

  本文关键词：磷酰胆碱结构修饰的单壁碳纳米管及其生物效应的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在碳纳米管被发现至今的二十多年间,由于其独特的纳米结构,以及因此而具备的各种出众的物化、机械和电学性能已经在相关领域得到广泛而深入的研究。随后,碳纳米管在生物医用领域的巨大潜力也被人们所察觉,引起了大量研究者的关注并成为研究的重点。然而,在碳纳米管在这一领域真正实现应用并走向商业化之前,碳纳米管的生物毒性到底如何是最亟待解决的问题。 在考虑碳纳米管的生物毒性之前,还有一个必须要解决的问题,即如何获得良好水溶性的碳纳米管,在各种解决方案中,最为有效的途径是通过物理或化学的手段对碳纳米管进行修饰,利用特定的分子基团包裹或修饰碳纳米管,为检测其生物毒性以及随后的功能化提供条件。 基于以上前提,本论文提出利用2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱(2-methacryloyloxy ethyl phosphorylcholine, MPC)修饰单壁碳纳米管(SWCNTs)的表面,获得了水溶性良好的MPC(PC)以及MPC齐聚物(PCn)修饰的SWCNTs (SWCNT-PC, SWCNT-PCn)。两种修饰物的特点是,由相同单体修饰,但是前者的修饰基团为小分子MPC,而后者的修饰基团为链状的MPC聚合物；在制备以上两种SWCNTs修饰物的基础上,还进一步将异硫氰酸荧光素(FITC)修饰到两种SWCNTs修饰物上,获得了具有荧光反应的PC以及PCn修饰的SWCNTs (SWCNT-PC-FITC,SWCNT-PCn-FITC)。 本文通过CCK-8试剂盒检测了两种碳纳米管修饰物对于人脐静脉内皮细胞(HUVEC)、鼠巨噬细胞(RAW264.7)和鼠成纤维细胞(L929)细胞系的生物毒性。三种细胞被广泛应用于细胞毒性检测,内吞作用,新陈代谢,繁殖以及RNA表达等课题的研究,是比较具有代表性的细胞模型。结果发现经过修饰之后的碳纳米管对三种细胞系的毒性相对于纯碳纳米管有了降低,但是仍然存在一定的毒性；另外,不同的细胞类型对碳纳米管表现出了不同程度的耐受性。 为了验证CCK-8检测的结果,进一步分析该细胞毒性产生的原因,探究碳纳米管的吸收机制以及碳纳米管毒性与其吸收机制之间的关系,本文还使用两种荧光接枝的碳纳米管修饰物在37℃和4℃下与细胞共培养,用荧光显微镜观察碳纳米管在细胞内部的位置形态以及细胞的状态,发现经修饰之后碳的细胞毒性在CCK-8检测中被低估了,经修饰之后的碳纳米管仍然具有相当的细胞毒性,而且该毒性产生的原因与其内化机制密切相关。
【关键词】：磷酰胆碱结构 单壁碳纳米管 修饰 细胞毒性 细胞吸收机制
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R318;TB383.1
【目录】：

• 中文摘要4-6
• 英文摘要6-10
• 第一章 绪论10-26
• 引言10-13
• 1. SWCNTs的修饰13-17
• 1.1 共价修饰13-15
• 1.2 非共价修饰15-17
• 2. 碳纳米管的细胞毒性评价17-24
• 2.1 毒性评价中细胞种类的选择17-18
• 2.2 碳纳米管的生物毒性鉴定方法18-21
• 2.3 碳纳米管的纯化21-22
• 2.4 表面活性剂的使用以及碳纳米管的团聚和沉积22-23
• 2.5 碳纳米管的修饰及种类23
• 2.6 碳纳米管的内化机制23-24
• 3. 本论文的研究内容和创新点24-26
• 3.1 本论文的研究内容24-25
• 3.2 本论文的创新点25-26
• 第二章 SWCNTs的修饰和表征26-38
• 1. 前言26-27
• 2. 实验部分27-31
• 2.1 主要材料和试剂27-28
• 2.2 主要表征技术与仪器28
• 2.3 SWCNTs修饰物的合成28-31
• 2.3.1 SWCNT的羧基化29
• 2.3.2 SWCNT的酰氯和酰胺化29-30
• 2.3.3 SWCNT-PC的制备30
• 2.3.4 SWCNT-PCn的制备30
• 2.3.5 SWCNT-PC-FITC和SWCNT-PCn-FITC的制备30-31
• 3. 结果与讨论31-36
• 3.1 X射线光电子能谱(XPS)31-33
• 3.2 热重分析(TGA)33-34
• 3.3 拉曼光谱分析(Raman spectra)34-35
• 3.4 纯SWCNTs,SWCNT-PC和SWCNT-PCn的水溶性检测35-36
• 3.5 透射电子显微镜(TEM)表征36
• 4. 本章小结36-38
• 第三章 水溶性碳纳米管的细胞毒性评价38-54
• 1. 前言38-39
• 2. 实验部分39-42
• 2.1 主要材料、试剂39
• 2.2 主要仪器39-40
• 2.3 实验方法和步骤40-42
• 2.3.1 细胞培养及细胞毒性评价(CCK-8)40-41
• 2.3.2 荧光检测41-42
• 3. 实验结果与讨论42-52
• 3.1 CCK-8细胞毒性评价42-46
• 3.2 荧光检测46-52
• 3.2.1 荧光显微镜观察细胞与SWCNTs修饰物的相互作用46-50
• 3.2.2 荧光显微镜观察细胞与SWCNTs修饰物的低温共培养50-52
• 4. 本章小结52-54
• 总结与展望54-56
• 参考文献56-61
• 已发表和待发表论文61-62
• 致谢62-63

  本文关键词：磷酰胆碱结构修饰的单壁碳纳米管及其生物效应的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：355575