收藏本站
收藏 | 论文排版

金纳米粒子聚集体的生物学效应

周峰  
【摘要】:微纳米拓扑结构化表面近年来在生物医学领域的应用正受到越来越广泛的关注,如在传感检测和组织工程材料领域,这类材料有着独特的优势。但长期以来制备这种表面的方法存在多种不足。因而,通过一种简便易行的方法在多种材料表面制备这类表面,将有助于加快其在生物医学领域的理论研究和应用拓展。 本论文的主要工作是通过简便易行的葡萄糖还原法在常见材料表面构建金纳米粒子聚集体(GNPL)构成的微纳米级拓扑结构。一方面考察了这种表面在应用于传统的酶联免疫吸附测试(ELISA)检测中的效果;另一方面,我们对其进行了化学改性修饰使之具备抗蛋白质吸附能力并接枝上能与细胞特异性结合的多肽甘氨酸-精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸-酪氨酸(GRGDY),考察了这种微纳米结构化粗糙表面对L929成纤维细胞与表面之间的特异性结合作用的影响。进一步地,我们考察了修饰有能与特定癌细胞选择性结合的核酸适体的表面对混合癌细胞中特定细胞的选择性捕获能力。具体研究内容如下: 1.利用葡萄糖还原法在多种材料表面制备了微纳米级三维结构的GNPL修饰的表面,考察了这种方法所制备的GNPL修饰酶标板在应用于ELISA中的检测效果。用金相显微镜和场发射扫描电子显微镜(FESEM)对这种GNPL的表面形貌和结构进行了表征。通过放射性同位素标记法测试了不同形貌的GNPL修饰表面对模型蛋白人纤维蛋白原(Fg),人血清白蛋白(HSA)和溶菌酶(LYZ)吸附量的影响,并进一步考察了所吸附LYZ的活性。考察了这种GNPL表面特殊的浸润性现象,以及捕获抗体固定方式对ELISA检测效果的影响。考察了这种GNPL修饰酶标板在对癌症标志蛋白人癌胚抗原(CEA)以及人抗凝血酶原(AT),兔免疫球蛋白(IgG)和人纤连蛋白(Fn)的检测效果。研究发现:这种GNPL形貌和对蛋白的吸附量可以很方便地受反应液用量来控制。新制备出的GNPL经不同方法处理后,分别出现出超亲水和超疏水两种完全相反的浸润状态,并且超亲水态的GNPL在应用于ELISA时效果最好。这种GNPL修饰板能显著提高ELISA对所测试蛋白的检测能力,且具有优异的选择性和稳定性。这种改进方法简便易行、低成本、易于推广、可以作为具有更高检测能力的酶联免疫测试方法的一个重要补充。 2.通过表面化学改性的方法在GNPL表面制备了具有抗蛋白非特异性吸附能力并同时能与细胞发生特异性结合的表面。研究了GNPL表面粗糙度对L929成纤维细胞与该表面的特异性结合作用的影响。采用表面引发原子转移自由基聚合(SI-ATRP)在GNPL表面修饰上聚甲基丙烯酸寡聚乙二醇酯(POEGMA),并以其为间隔臂链接上能与细胞发生特异性作用的GRGDY短肽。通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)、水接触角仪、表面粗糙度仪、椭圆偏振光谱仪和X-射线光电子能谱仪(XPS)对GNPL表面理化性质进行了表征。利用放射性同位素标记方法考察了修饰前后表面对蛋白Fg吸附量的影响,并利用ELISA测试了表面对血浆中Fn的吸附量。用L929成纤维细胞考察了细胞与表面之间的特异性结合作用,以及表面粗糙度因素对这种作用的影响。结果表明:这类未经修饰的GNPL表面自身显著抑制了L929细胞的黏附生长,而在修饰POEGMA并链接GRGDY分子后,表面微纳米拓扑结构不仅赋予各粗糙表面更加优异的抗蛋白吸附性能,并且能极大地增强细胞与表面特异性结合分子的作用,显著增强了表面的细胞相容性。该研究为基于细胞与材料相互作用的各种研究和应用提供了一种很有前景的表面修饰策略。 3.利用同样的方法在金片表面制备了表面粗糙度递增的GNPL结构,并通过自组装的方法在其表面修饰上能与特定的癌细胞特异性结合的核酸适体(Aptamer, APT)TD05,考察了这种功能化表面对癌细胞混合液中特定的Ramos细胞的选择性捕获效果。采用水接触角仪、椭圆偏振光谱仪对修饰前后的表面进行了表征。分别在无血清和含血清两种不同条件下,考察了人B细胞白血病细胞Ramos和人T细胞白血病细胞CCRF-CEM(简称为CEM)在修饰前后的各GNPL表面的竞争性黏附行为。研究表明:无论是在含血清还是无血清培养条件下,两种细胞对GNPL表面都有着更高的亲和力。更重要的是,在修饰有APT后,GNPL表面粗糙度的增大对于该表面对Ramos细胞的选择性捕获作用有显著的增强作用,特别是在无血清条件下,其对Ramos细胞的选择性捕获能力是对照细胞CEM的18倍。该研究表明,这种GNPL修饰材料在癌症早期诊断,干细胞分离装置的制备等领域有着潜在应用前景。 总之,本论文以葡萄糖还原法制备的GNPL微纳米结构化表面为研究基材,考察了这种方法对多种材料的适用性,以及反应液用量对这种微纳米结构化材料表面形貌和粗糙度的影响。并重点以这种微纳米结构化材料修饰的酶标板和金片为基材,研究了这类表面对蛋白吸附量及活性的影响,考察了将其用于ELISA中的效果。进一步地,我们研究了这种材料表面的粗糙度因素对表面与细胞之间特异性结合的影响,以及在修饰特异性配体后对癌细胞选择性捕获作用的影响。本文的工作为一类简便易行的微纳米拓扑结构修饰表面的制备及其在生物医学领域的研究提供了一定的理论指导并初步展示了其潜在应用价值。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 白佳声;杨慧敏;候克忠;陆明炯;;微纳米硬质合金的制备及应用[J];材料导报;2004年08期
2 ;国家纳米科学中心等单位专家在碳氮微纳米线研究方面取得进展[J];炭素技术;2008年04期
3 ;“微纳米染料制造技术研究”项目通过鉴定[J];江苏化工;2008年02期
4 王泽贵;谢小鹏;;钢质齿轮副在微纳米混合磨合油中的磨合试验研究[J];润滑与密封;2007年04期
5 江浩;吴涛;;微纳米曝气技术在水环境治理方面的应用[J];海河水利;2011年01期
6 刘高杰;安耿;;高能机械化学法制备微纳米氮化钼粉体的研究[J];中国钼业;2007年02期
7 沈镇平;;“微纳米染料制造技术研究”项目南京通过鉴定[J];化工时刊;2008年03期
8 赵元春;孙连峰;;碳氮微纳米线研究取得新进展[J];科学通报;2008年12期
9 吕英海;周仕学;邹玉红;吕东琴;刘文平;;微纳米颗粒对螺旋藻生长的影响[J];山东科技大学学报(自然科学版);2009年02期
10 蒋迪波;殷明志;彭焕英;李博;;低维度薄膜传热机理与表征[J];材料导报;2011年11期
11 战丽,杨春梅,马岩;微纳米和微米木纤维理论研究的现状与工业化前景[J];林业机械与木工设备;2003年05期
12 杨卫;微纳米尺度的力学行为[J];世界科技研究与发展;2004年04期
13 王俊鸣;美国研制出世界最小超微纳米刷[J];化学分析计量;2005年04期
14 ;超微纳米刷在美国问世[J];机电一体化;2005年05期
15 王加春,刘志平;基于微纳米摩擦学的超精密加工技术研究进展[J];燕山大学学报;2004年06期
16 ;国家自然科学基金重点资助项目成果简介——微纳米加工表层形成机理及相关技术基础[J];机械工程学报;2003年09期
17 沈海军;;微纳米世界中的小人物[J];百科知识;2011年21期
18 杨景丽;刘国豪;许铁;张宏亮;管维均;马宏伟;徐海珍;宋棕;;节能涂料在原油管道加热炉上的试应用[J];油气储运;2010年09期
19 ;海峡两岸微米纳米科技研讨会在京开幕[J];中国科技奖励;2008年10期
20 ;第三期超细粉体技术培训通知[J];中国粉体技术;2004年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 殷雅俊;;以史为鉴看曲面微纳米力学的几何化[A];科学殿堂的力学之光——第五届全国力学史与方法论学术研讨会文集[C];2011年
2 杨林;郭玉明;马晓明;王华杰;张洁;江利利;陈会锋;;无机空心微纳米结构的仿生合成及其性能[A];2011年中西部地区无机化学化工学术研讨会论文集[C];2010年
3 Hironori Tohmyoh ;Masumi Saka ;Hongliang Pan;;电迁移法铝微纳米线的制备(英文)[A];2010年上海市电子电镀学术年会论文集[C];2010年
4 苏东川;李喜德;;基于探针的微纳米力学检测系统及其应用研究[A];北京力学会第十六届学术年会论文集[C];2010年
5 曹廷炳;;功能高分子的微纳米图案化[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
6 冯传良;;对高分子表面亚微米结构的修饰及生物应用[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
7 刘开林;凌惠琴;李明;毛大立;;钴基微纳米针布阵的制备和表征[A];2007年上海市电子电镀学术年会论文集[C];2007年
8 闫永达;孙涛;董申;梁迎春;程凯;;AFM加工中材料去除机理研究[A];全球化、信息化、绿色化提升中国制造业——2003年中国机械工程学会年会论文集(微纳制造技术应用专题)[C];2003年
9 何建国;;基于微能脉冲的微纳米尺度沉积与去除可逆加工技术研究[A];中国工程物理研究院科技年报(2010年版)[C];2011年
10 白佳声;杨慧敏;候克忠;陆明炯;;微纳米硬质合金的制备及应用[A];海峡两岸第二届工程材料研讨会论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 周雄图;细胞与微纳米结构图案表面相互作用研究[D];华东师范大学;2011年
2 罗海梅;基于微纳米工艺技术的新型光纤模间干涉器件研究[D];上海交通大学;2013年
3 胡志方;光学微纳米线的低损耗粘合及器件应用[D];浙江大学;2014年
4 林金友;静电纺微纳米多级结构纤维制备及其在油水分离中的应用[D];东华大学;2012年
5 刘琦;基于压痕功的微纳米表层硬度检测技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
6 刘琦;基于压痕功的微纳米表层硬度检测技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
7 黄永光;飞秒激光诱导金属表面微纳米结构的基础研究[D];北京工业大学;2010年
8 宋薇;几种微纳米结构材料的表面增强拉曼光谱及浸润性质研究[D];吉林大学;2007年
9 徐海涛;微纳米碳铁复合材料的制备与表征[D];中国科学院研究生院(理化技术研究所);2009年
10 陈丰;微纳米分级多孔氧化铈生物遗态材料的构建及催化性能研究[D];江苏大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 游锦达;飞秒激光制备金属表面电磁波增强吸收微纳米结构研究[D];长春理工大学;2014年
2 薛彬;微纳米纤维素的制备及在纸张涂布中的应用[D];华南理工大学;2012年
3 杜裕杰;新型电化学三维微纳米结构加工研究[D];南昌航空大学;2013年
4 吴凡;带电聚合物穿越内嵌表面电荷的微纳矩形通道的理论研究[D];北京交通大学;2011年
5 李沛;核壳结构微纳米金属粉体及其制备装置研制[D];南京理工大学;2012年
6 余振平;磁性复合微纳米梁的动力学特性研究[D];内蒙古师范大学;2012年
7 谢俊娜;聚萘及聚芴类荧光微纳米球的制备与表征[D];福建师范大学;2013年
8 吕宙;微纳米气泡曝气在污水处理中的应用研究[D];合肥工业大学;2014年
9 张志华;静电纺丝法制备有序荧光微纳米纤维及气敏器件的研究[D];青岛大学;2013年
10 宫二敏;微纳米CMM测量探头标定方法研究及系统测试[D];合肥工业大学;2014年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;超微纳米刷在美国问世[N];中国高新技术产业导报;2005年
2 本报记者 胡群芳;微纳米 武装航天科技 产学研 携手共商发展[N];中国航天报;2001年
3 许琦敏;加速我国微纳米元器件产能[N];文汇报;2007年
4 记者 廖先旺;欧洲最大微纳米教研中心启用[N];人民日报;2006年
5 张庆丽;金钼集团技术中心一科研项目真实国内空白[N];中国有色金属报;2006年
6 记者 周芹;微纳米技术让大型仪器可随身携带[N];重庆日报;2009年
7 特约记者 吴宏富;大型微纳米粉体工程中心落户杭州[N];中国化工报;2007年
8 任海军;“水上漂”机器人现身哈尔滨[N];中国技术市场报;2011年
9 记者 罗华国;慧敏科技3项节能成果获国家专利[N];中国冶金报;2006年
10 实习生 董冰清 首席记者 任荃;用七色光“打印”出逼真图案[N];文汇报;2009年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978