生物納米材料的自組裝及其相互作用的AFM研究.pdf

1、近年來(lái)，通過(guò)分子自組裝的方式制造新的納米材料引起了人們的廣泛關(guān)注和研究。自組裝是指分子在沒有外界因素引導(dǎo)的條件下自發(fā)地由混亂無(wú)序的混沌狀態(tài)組裝成有序結(jié)構(gòu)的過(guò)程，由于自組裝技術(shù)生成的納米材料具有“自發(fā)”的特性，在自組裝的過(guò)程中不需人工干預(yù)，因而得到的自組裝材料減少了人為因素的干擾，并且具有最佳的組合結(jié)構(gòu)。自組裝技術(shù)是少數(shù)幾個(gè)可行的納米結(jié)構(gòu)構(gòu)造途徑之一，研究自組裝對(duì)制造業(yè)、微電子學(xué)等學(xué)科有很大的的幫助。特別是，自然界中的許多生物分子的納米結(jié)

2、構(gòu)來(lái)源于自組裝，如DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)、蛋白質(zhì)的三級(jí)四級(jí)結(jié)構(gòu)等，都是由小的構(gòu)筑單元通過(guò)自組裝形成的。因而研究自組裝還有助于人們對(duì)生命現(xiàn)象的理解，并且通過(guò)模仿這些生命體系中的自組裝過(guò)程，或者從生命體系中的自組裝過(guò)程得到啟發(fā)，來(lái)設(shè)計(jì)新的自組裝生物納米材料，在生物醫(yī)藥領(lǐng)域如抗菌劑、基因和藥物載體等領(lǐng)域有很大的潛在應(yīng)用價(jià)值。
　　AFM是一種應(yīng)用廣泛的表面形貌表征工具，它主要是利用探針和樣品表面之間的分子間作用力來(lái)探測(cè)樣品表面的起伏，即樣品

3、表面的形貌信息。由于AFM對(duì)樣品的要求相對(duì)簡(jiǎn)單，并且可以在氣相、液相環(huán)境下對(duì)樣品進(jìn)行表征，使得它成為生物納米材料領(lǐng)域的一種重要表征手段。本文主要是通過(guò)AFM研究了幾種在生物醫(yī)藥領(lǐng)域，特別是組織工程學(xué)、基因及藥物載體等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價(jià)值的生物納米材料的自組裝，探索不同條件對(duì)它們自組裝納米結(jié)構(gòu)的影響。這些生物材料主要包括三種陽(yáng)離子多肽，即聚賴氨酸、聚精氨酸、聚組氨酸等，以及三種多糖即殼聚糖、黃原膠、膠凝糖等多糖，除了這些材料的自組裝之外，

4、還研究了它們自組裝納米結(jié)構(gòu)之間的相互作用。具體來(lái)說(shuō)，工作主要包括以下幾個(gè)方面：
　　1、通過(guò)培養(yǎng)時(shí)間調(diào)節(jié)三種陽(yáng)離子多肽，即聚賴氨酸、聚精氨酸、聚組氨酸的自組裝納米材料的結(jié)構(gòu)。這三種陽(yáng)離子多肽由于其分子鏈上的正電基團(tuán)，被應(yīng)用于抗菌劑、基因和藥物載體、生物礦化等領(lǐng)域。在研究中發(fā)現(xiàn)，在不同的培養(yǎng)時(shí)間內(nèi)，三種陽(yáng)離子多肽的自組裝納米結(jié)構(gòu)經(jīng)歷了不穩(wěn)定聚集體→納米纖維→納米顆?！€(wěn)定的納米薄膜等形貌轉(zhuǎn)變過(guò)程。因而通過(guò)控制培養(yǎng)時(shí)間，可以得到三種多

5、肽的不同的納米結(jié)構(gòu)。這為更好地利用三種陽(yáng)離子多肽的自組裝納米材料來(lái)做抗菌劑、藥物載體提供依據(jù)。
　　2、通過(guò)控制黃原膠和膠凝糖的濃度、鹽度以及母液配制過(guò)程中的水浴等條件，得到了黃原膠在云母表面的自組裝網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和棒狀結(jié)構(gòu)，以及膠凝糖的均勻的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。在網(wǎng)狀及棒狀黃原膠上滴加酸性條件下的殼聚糖或者陽(yáng)離子多肽，可以使黃原膠納米結(jié)構(gòu)周圍產(chǎn)生很多小纖維，經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)殼聚糖或三種陽(yáng)離子多肽在云母表面打開了黃原膠的二級(jí)結(jié)構(gòu)，并且?guī)д姷臍ぞ厶?/p>