论文部分内容阅读
近年来,随着纳米技术的快速发展,以功能化纳米材料作为新型的药物载体在药物靶向运输和医疗保健等方面具有诱人的应用潜力和广阔的应用前景。由于介孔二氧化硅具有有序的孔道结构,大范围连续可调的孔径,较高的比表面积,良好的生物相容性,表面丰富的硅羟基等优点,在催化、吸附、分离、载药、生物医学方面都有着广泛的应用。同时以具有构型的多样性、良好的生物相容性,以及与目标分子特异性结合等特点的核酸适体(aptamer)作为敏感单元检测ATP等小分子的生物传感器取得了较大的进展。因此,本文用MCM-41型介孔二氧化硅作为人工细胞,使用荧光适体传感器作为人工细胞的孔道开关,在封闭微球孔道的同时兼具小分子敏感与荧光的效果,建立了一个具有的封闭循环特点的细胞间小分子物质传递与信号传导体系。本论文主要做了以下三个方面的内容:(1)本文采用改进的软模板法,在不同条件下制备出不同形貌的单分散介孔二氧化硅纳米微球,其中主要探讨了乙醇的含量、反应体系的温度、硅源(TEOS)的用量等条件,形貌大体分为四类分别为直通孔道球形、直通孔道棒状、直通孔道蚕豆状和辐射孔道球形。通过高倍透射电镜可以清晰看到介孔二氧化硅颗粒的形貌和孔径分布。通过小角X射线衍射峰显示2θ=1-8°之间出现三个衍射峰(100、110和200峰,其中(100)为强峰),为典型的MCM-41型介孔二氧化硅。通过氮气吸附-脱附测试,曲线的特征和走势符合氮气吸附-脱附等温线呈现为Langmuir IV型,为典型的介孔材料的特征曲线,并且产物具有高比表面积(约为900cm3/g)和均一的孔径(2.8nm)。对微球进行表面修饰通过Zeta电位的改变和红外谱图分析,其修饰成功。(2)设计一种ATP荧光适体探针,使用羧基荧光素(FAM)作为能量供体,Au纳米粒子作为能量受体,通过Au-S键合将单DNA连接到其表面。在不同的缓冲液中通过DNA链间的杂交,构建了荧光共振能量转移体系(FRET),制备氨基修饰的荧光ATP荧光适体探针。(3)探究了 ATP荧光适体探针负载于介孔二氧化硅微球表面即在EDC或NHS的作用下活化介孔二氧化硅表面修饰的羧基,并与氨基修饰的单链DNA反应,然后再PBS缓冲液中通过DNA链间的杂交得到了 Si02微球负载的荧光探针。实验结果表明,当TET-DNA-NH2浓度为100nM时,介孔二氧化硅微球的其固载量最大为100 nmol/g,固载比为58%。在此基础在PBS缓冲液下与Au-DNA进行杂交,荧光有淬灭,加入ATP后荧光恢复。通过透射电镜图片,能够清晰地看到在微球的表面附着有金纳米粒子。