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中国表面工程 2021年第3期34卷 40-58页

作者：韩亚宁刘涵云冯卫华马洪超杨丽敏姜磊中国石油大学(华东)化学工程学院重质油国家重点实验室及生物工程与技术中心青岛266580 中国石油大学(华东)化学工程学院青岛266580 青岛大学附属医院青岛266003

贻贝的足丝可以分泌出贻贝黏附蛋白,使其在潮湿的海洋环境中也可以牢牢黏附在各种物体表面。聚去甲肾上腺素(PNE)是类似于贻贝足丝结构的仿生材料,具有制备工艺简单、生物相容性好、黏合性强、易于功能化、光热转换效率高等特点,它可以... 详细信息

贻贝的足丝可以分泌出贻贝黏附蛋白,使其在潮湿的海洋环境中也可以牢牢黏附在各种物体表面。聚去甲肾上腺素(PNE)是类似于贻贝足丝结构的仿生材料,具有制备工艺简单、生物相容性好、黏合性强、易于功能化、光热转换效率高等特点,它可以由去甲肾上腺素(NE)单体在弱碱性pH环境中自发聚集形成。此外,NE能够在绝大多数材质的基底上聚集成纳米尺度的PNE薄膜,产生亲水性强、化学性能稳定、生物相容性优良的仿生表界面。近年来,基于PNE优异的物化性质构建多功能的纳米平台,并开始被用于组织工程、生物传感、电极优化、癌症治疗等应用领域。这篇综述对近年来PNE的结构、性能和应用研究进行分类介绍、分析和总结,并对其存在的挑战和未来发展前景进行讨论和展望。

关键词：聚去甲肾上腺素表面修饰生物仿生表面工程

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聚去甲肾上腺素纳米颗粒对癌细胞的化疗及光热治疗协同作用

聚去甲肾上腺素纳米颗粒对癌细胞的化疗及光热治疗协同作用

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作者：谢卓厦门大学

学位级别：硕士

癌症对人类的健康造成了极大的威胁,传统的癌症治疗方法包括化学药物治疗、放射治疗和手术治疗等,其中化学药物治疗最为普遍。然而,由于化疗的副作用大、容易产生抗药性,导致化疗效果不是很理想,而且在治疗过程中,病人会承受很大的痛苦... 详细信息

癌症对人类的健康造成了极大的威胁,传统的癌症治疗方法包括化学药物治疗、放射治疗和手术治疗等,其中化学药物治疗最为普遍。然而,由于化疗的副作用大、容易产生抗药性,导致化疗效果不是很理想,而且在治疗过程中,病人会承受很大的痛苦。光热治疗是最近出现的一种新型的肿瘤治疗技术,和传统手段相比,它具有侵入性低、恢复时间短以及并发症少等优点。而将化学药物治疗和光热治疗结合在一起,可以更加有效地杀死癌细胞。去甲肾上腺素(NE)是一种多巴胺的衍生物,可以在温和的条件下发生自聚合生成聚去甲肾上腺素(PNE),所得到的聚去甲肾上腺素具有很好的粘附性,可实现药物的装载,同时它也具有很低的细胞毒性和良好的光热性能,目前PNE在生物医学工程领域的研究刚刚起步,尚未见在肿瘤的光热治疗和化学药物治疗领域的研究报道。本文以盐酸去甲肾上腺素为原料,采用一种简单的方法制备了聚去甲肾上腺素(PNE)纳米颗粒,这种纳米颗粒经过聚乙二醇简单的修饰后,可以用于化疗与光热治疗的协同治疗。实验结果表明,聚乙二醇修饰后的纳米颗粒(PNE-PEG)在水溶液及生理溶液中较为稳定、大小均匀,在近红外区也具有较强的吸收,因而具有较好的光热作用。200 μg/mL的样品溶液在经808 nm激光照射8 min中,温度可达67.0 ℃,远超肿瘤细胞的耐受温度50 ℃。此外,装载阿霉素(DOX)药物的纳米载药系统(PNE-PEG/DOX)具有pH和近红外光双重刺激响应效应。体外细胞实验表明PNE-PEG能够被细胞成功摄取,且没有明显的细胞毒性,而纳米载药系统PNE-PEG/DOX具有良好的光热-化疗协同治疗效果,展现出较高的肿瘤细胞杀伤能力。

关键词：聚去甲肾上腺素光热治疗化学药物治疗

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基于磁性纳米复合材料的PDMS微芯片修饰方法及其分离应用研究

基于磁性纳米复合材料的PDMS微芯片修饰方法及其分离应用研究

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作者：吴露露南昌大学

学位级别：硕士

近年来,磁性纳米复合材料因其独特的物理和化学性质以及它们在各种领域如药物输送和细胞分离中许多潜在的应用而受到越来越多的关注。由于其兼具纳米材料和磁粒子两者的优点,包括低毒性、良好的生物相容性、尺寸小且比表面积大以及快速... 详细信息

近年来,磁性纳米复合材料因其独特的物理和化学性质以及它们在各种领域如药物输送和细胞分离中许多潜在的应用而受到越来越多的关注。由于其兼具纳米材料和磁粒子两者的优点,包括低毒性、良好的生物相容性、尺寸小且比表面积大以及快速的磁响应性能,方便操作,能够实现快速分离,表现出在生物化学研究中非常可观的应用前景。超微型分析系统,也被称为“芯片上的实验室”,显著地改变(生物)化学分析的方式。将样品制备,分离和检测等一些实验室程序集成在一个芯片上,而微芯片电泳就是一种在芯片上的新型分离技术。与其他分离技术相比,微芯片电泳技术具有高效的分离能力、设备体积小、消耗量少等优点。但是在以聚二甲基硅氧烷(PDMS)制备的芯片中,由于PDMS固有的疏水性,导致分离分析时电渗流不稳定、样品的非特异性吸附,效率降低。本论文,针对以上问题利用磁性纳米复合材料对PDMS微芯片通道表面进行修饰以及改性,不仅改善微芯片表面的亲水性能,减小非特异性吸附,还应用于提高分离手性对映体和单核苷酸多态性的分离效率。内容如下:1、绪论主要概述了磁性纳米复合材料特点及应用,微流控芯片的发展及微芯片毛细管电泳的原理。重点阐述了各种材质的微芯片的制备及PDMS微芯片表面改性的方式方法和微流控芯片的检测器。同时,简单介绍了本论文的主要研究工作和意义。2、以磁性分子印迹聚合物作为固定相,在微芯片毛细管电泳中快速分离扁桃酸对映体和组氨酸对映体。在碱性条件下,分别以R-扁桃酸和L-组氨酸为模板,去甲肾上腺素为功能单体,在FeO NPs表面进行分子印迹。随后利用洗脱剂移除模板分子,制备出了含有与模板分子完全匹配的三维空腔的印迹聚合物MIP-FeO@PNE NPs。此印记分子兼具FeO NPs(磁性强和比表面积大)和PNE(多官能团和生物相容性好)两者特有的性质,能够通过外加磁铁的作用,方便地固定在分离通道的任何位置,而且与模板分子有高结合能力和良好的选择性。在MIP-FeO@PNE NPs功能化PDMS微芯片上实现了扁桃酸对映体和组氨酸对映体的高效的分子识别能力。3、以GO@FeO复合材料(GO@FeO)作为固定相,在微芯片毛细管电泳中分离和检测单核苷酸多态性(SNPs)。设计了一种与miR-21完全互补的亚甲基蓝标记的探针DNA(P1),与miR-21杂交形成完全互补双链P1T1,与miR-21的错配链sm-miR-21杂交形成不完全互补双链P1M1。利用GO@FeO所具备的良好的磁性功能,将其在外磁场作用下固定在PDMS微通道内,相对于P1T1而言,GO@FeO对不稳定的P1M1具有较强的吸附作用,导致在GO@FeO功能化微芯片中P1T1和P1M1的保留时间不同,在微通道上实现了对P1T1和P1M1的基线分离,从而能够实现对SNPs识别。

关键词：微芯片毛细管电泳电化学检测聚去甲肾上腺素磁性分子印迹聚合物手性分离磁性氧化石墨烯单核苷酸多态性

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构建基于儿茶酚胺聚合物—金纳米颗粒复合膜的葡萄糖生物传感器

构建基于儿茶酚胺聚合物—金纳米颗粒复合膜的葡萄糖生物传感器

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作者：南旭厦门大学

学位级别：硕士

糖尿病是一种世界范围内的公共健康问题。这种新陈代谢紊乱是由于胰岛素分泌缺陷或多糖症引起的,主要表现为血糖浓度高于或低于正常范围(4.4-6.6 mM)。这个疾病是人类死亡的主要引发原因之一。因此,数百万人每天都需要检测他们的血糖浓... 详细信息

糖尿病是一种世界范围内的公共健康问题。这种新陈代谢紊乱是由于胰岛素分泌缺陷或多糖症引起的,主要表现为血糖浓度高于或低于正常范围(4.4-6.6 mM)。这个疾病是人类死亡的主要引发原因之一。因此,数百万人每天都需要检测他们的血糖浓度,这使葡萄糖成为最普遍的被检测物质。实际上,葡萄糖生物传感器占据了整个生物传感器市场份额的85%。而基于葡萄糖氧化酶(GOD)的电化学酶电极在日常血糖检测领域处于主导地位。多种形式的葡萄糖生物传感器已被研发出来。但是,他们的表面修饰结构都有低灵敏度和非特异性检测等缺陷。因此,为了提高灵敏度和生物特异性,电化学生物传感器的表面修饰结构的设计是急需解决的问题。高灵敏度、宽检测范围、优良重复性和稳定性的电化学生物传感器有着很好的研发前景。本文将类贻贝分泌物的儿茶酚胺聚合物(聚多巴胺(PDA)和聚去甲肾上腺素(PNE)),金纳米颗粒(AuNPs)和葡萄糖氧化酶(GOD)混合覆盖在金电极的表面,制备出具有良好生物相容性和电化学性能的新型生物传感器。相比于其他生物传感器,比如用壳聚糖-AuNPs包埋GOD,我们制备的传感器可以在较低工作电压下对底物进行检测,并且具有较高灵敏度、宽阔检测范围和良好稳定性等诸多优点。本文主要研究内容如下:以儿茶酚胺聚合物和金纳米颗粒为原料,制备修饰电极。随后,将GOD引入核壳结构纳米颗粒体系。我们采用SEM、TEM、EIS、CV等表征手段进行了表征和检测,其结果显示GOD高效固载在儿茶酚胺包裹AuNPs形成的核壳纳米颗粒修饰的金电极的表面,并且修饰电极展现了优良性能。结果证明本实验电极表面结构修饰设计是方法简单、材料廉价、检测迅速和“绿色”的方案。

关键词：儿茶酚胺聚多巴胺聚去甲肾上腺素金纳米颗粒葡萄糖氧化酶葡萄糖生物传感器

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