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碳纳米管/壳聚糖纳米粒子复合物的制备、表征及其蛋白质固载性能研究

作　者: 杨克琴
导　师: 唐浩
学　校: 湖南师范大学
专　业: 分析化学
关键词: 多壁碳纳米管 壳聚糖纳米粒子 聚酰胺-胺 纳米复合材料 离子凝胶法 HeLa细胞毒性 BSA固载性能
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


本论文将碳纳米管(CNTs)独特的物理／化学性质、壳聚糖(CS)优良的生物学特性以及聚酰胺-胺枝状高分子(PAMAM)相结合,采用离子凝胶法制备了壳聚糖纳米粒子(CS NPs)、多壁碳纳米管-壳聚糖纳米粒子复合物(MWCNT-CSNPs)、壳聚糖纳米粒子-聚酰胺-胺(CS NPs-PAMAM)和多壁碳纳米管-壳聚糖纳米粒子-聚酰胺-胺(MWCNT-CS NPs-PAMAM)复合物；采用原子力显微镜(AFM)、透射电子显微镜(TEM)、热重分析(TGA)、紫外-可见光谱(UV-vis)和荧光显微镜等分析测试技术详细研究了所制备复合物微观形貌、分散性能、组成比例、HeLa细胞毒性及对牛血清白蛋白(BSA)的固载性能；探讨了离子浓度、吸附时间、BSA浓度对MWCNT-CS NPs复合物BSA固载性能的影响。此外,初步探讨了CSNPs-PAMAM和MWCNT-CS NPs-PAMAM复合物的微观形貌和固定BSA的效率。本论文具体研究工作如下：1.采用离子凝胶法制备了壳聚糖纳米粒子以及多壁碳纳米管-壳聚糖纳米粒子复合物。用原子力显微镜对CS NPs和MWCNT-CS NPs复合物的微观形貌进行了表征；详细研究了三聚磷酸盐(TPP)浓度、MWCNTs浓度对CS NPs直径及其在MWCNTs表面分布的影响；并研究了MWCNT-CS NPs复合物的组成比例和在水溶液中的分散性能。结果表明：CS NPs直径随TPP浓度增大而增大；在最优条件下,CS NPs较密集、均匀地修饰到MWCNTs表面。热重分析进一步证实了CS Ps成功地修饰到了MWCNTs表面。MWCNT-CS NPs复合物在水溶液中有良好的分散性和稳定性(30天无明显沉降)。2.详细研究了MWCNT-CS NPs复合物固载蛋白质(以BSA为模型蛋白质)的能力和对人宫颈癌细胞(HeLa细胞)的毒性。结果表明：MWCNT-CS NPs复合物具有较高的蛋白质固载能力(58.7%)。与CS NPs和羧基化MWCNTs (MWCNT-COOH)相比,相同条件下,MWCNT-CS NPs复合物固载BSA的效率分别为CS NPs和MWCNT-COOH固定效率的1.3、4.5倍。MTT检测及光学显微镜细胞形态研究表明,MWCNT-CS NPs复合物具有更好的生物相容性。在一定浓度范围内,复合物无明显细胞毒性；相同浓度下,MWCNT-CS NPs复合物对HeLa细胞的毒性比CSNPs和MWCNT-COOH分别降低了约15%、26%。3.利用离子凝胶法制备了壳聚糖纳米粒子-聚酰胺-胺(CS NPs-PAMAM)和多壁碳纳米管-壳聚糖纳米粒子-聚酰胺-胺(MWCNT-CS NPs-PAMAM)复合物。采用透射电子显微镜表征了复合物的形貌特征,并详细研究了不同TPP浓度下两种复合物固载BSA蛋白质的效率。研究结果表明：相同制备条件下,PAMAM的加入使CS NPs、MWCNT-CS NPs复合物直径增大；CS NPs-PAMAM和MWCNT-CS NPs-PAMAM复合物具有更好的BSA固定性能。

全文目录


摘要  3-5
ABSTRACT  5-10
第一章 绪论  10-24
  1.1 碳纳米管  11-17
  1.2 壳聚糖  17-21
  1.3 聚酰胺-胺  21-22
  1.4 本文构思  22-24
第二章 壳聚糖纳米粒子和碳纳米管/壳聚糖纳米粒子复合物的制备以及制备条件对其微观形貌、分散性的影响研究  24-35
  2.1 引言  24-25
  2.2 实验部分  25-27
  2.3 结果与讨论  27-34
  2.4 小结  34-35
第三章 碳纳米管/壳聚糖纳米粒子复合物对HeLa细胞毒性及BSA固载性能研究  35-48
  3.1 引言  35-36
  3.2 实验部分  36-38
  3.3 结果与讨论  38-47
  3.4 小结  47-48
第四章 壳聚糖-聚酰胺-胺复合物和碳纳米管-壳聚糖-聚酰胺-胺复合物的制备、微观形貌表征以及BSA固载性能研究  48-58
  4.1 引言  48-49
  4.2 实验部分  49-50
  4.3 结果与讨论  50-57
  4.4 小结  57-58
结论与展望  58-60
参考文献  60-74
攻读学位期间发表的相关论文  74-75
致谢  75-76

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料
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