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1. 研究目的与意义(文献综述)
微胶囊在活性物质的包埋和封装[1]、药物递送[2]、控制释放[3-5]以及人造细胞[5]等领域具有广阔的应用前景,因而得到国内外研究学者的广泛关注。逐级释放微胶囊是微胶囊中重要的一类,也是当前研究的主要方向之一。微胶囊的逐级释放指的是在外部环境刺激的调节下引发胶囊壳层材料渗透性发生逐步改变甚至破坏,从而实现被包载物释放速率的可控。根据外部刺激响应性的不同又可以分为以下几类:温敏型胶囊[6]、ph响应型胶囊[7]、磁响应型胶囊[8]、生物响应型[9]和光响应型[10]胶囊。其中,近红外光响应型胶囊[11, 12]具有安全环保、可实现远程调控和适用范围广等优点,这主要是因为近红外波长的光在生物组织中具有良好的穿透性能且人体组织对波长为808nm的近红外光几乎不吸收,避免了对人体的损伤。金纳米棒是金纳米材料中一种最具代表性的一种,其拥有独特的光学性质,当入射光等同于电子振动频率时能够形成共振,便会在金纳米棒表面引起等离子共振(简称表面等离子共振,spr)[13-15]。金纳米棒的等离子共振模式分为纵向和横向两种,其中纵向吸收峰的位置与金纳米棒的长度呈线性关系。研究人员通过改变实验条件,调整金纳米棒的横纵比发现随着金纳米棒的横纵比扩大,其横向吸收峰位置维持不动,纵向吸收峰则开始向近红外光区发生移动[16]。近红外光对组织的穿透性让金纳米棒处于良好的光吸收状态,最大限度发挥金纳米棒的光热转换性能。近些年来,基于金纳米棒光热性能制备的各种新型纳米材料得到广泛的研究与应用,并且在生物医用领域表现出很好的应用前景[17-19]。然而,金纳米棒在实际应用过程中存在生物相容性差、易团聚等问题,从而导致难以应用与生物体以及光热效果变差等副作用;此外,金纳米棒对药物的负载能力有限,往往通过对其表其表面进行修饰来达到负载的目的,从而增加了制过程备的复杂性[20]。
明胶作为胶原部分水解的衍生物,具有与蛋白质相类似的理化性质,如来源广泛、生物相容性和可降解性好等优势,在食品、工业及医用领域具有广阔的应用前景[21-23]。更为重要的是,明胶由于其分子结构的特殊性,具有独特的温度刺激响应性即溶胶-凝胶转变行为,其相转变温度在30℃左右。当外界环境温度高于相转变温度时,明胶开始溶解形成溶胶;而当温度低于相转变温度,明胶溶胶则开始凝固形成凝胶。基于明胶生物相容性好和独特的温敏特性,将金纳米棒负载到明胶微球中,克服金纳米棒易团聚和生物相容性差等难题,通过控制近红外光照实现响应速度更快,刺激触发方式更为灵敏[24]。
逐级释放微胶囊的应用除了要满足刺激触发方式更为灵敏的要求外,成本更加低廉、生产规模更大、应用范围更具普适应、能够满足生物医用等领域、环境友好等也是重要的发展方向。微胶囊的发展为医疗健康领域的进步提供了新的方法和契机,在当今社会,癌症已成为威胁人类生命健康的重要杀手之一,治疗癌症的方法主要包括手术、放射治疗和化疗等。化疗是治疗癌症的一种较温和有效的方法,其主要通过化学药物抑制癌细胞,以延长患者的生命。但化疗药物往往具有不溶、不稳定且非特异性等缺点,这使得化疗面临着药效浓度不易控制,难已精准到达癌细胞区域并容易杀伤健康细胞等缺点。纳米载药体系的发展为解决这些缺陷带来了新的契机,通过将药物包覆于载药体系内,并对微胶囊表面进行适当改性,可以实现靶向给药和缓慢释放,以达到有效抑制癌细胞的目的,为化疗方法拓展了新的思路。
2. 研究的基本内容与方案
2.1基本内容:
材料制备及表征:
(1)长径比不同的金纳米棒的制备
3. 研究计划与安排
第一周—第三周:进行文献查阅工作,完成英文文献翻译。了解研究所需原料、仪器和设备,初步拟定研究方案,并完成开题报告;
第四周—第六周:按照设计方案,通过种子生长法制备得到金纳米棒溶液,并探究其性能。
第七周—第十周:制备得到壳聚糖缓释胶囊并对其结构进行表征。
4. 参考文献(12篇以上)
[1] sarkars, kim b. synthesis of graphene oxide-epoxy resin encapsulated urea-formaldehydemicrocapsule by in situ polymerization process[j]. polymer composites, 2016.
[2] lij, ma y j, wang y, et al. dual redox/ph-responsive hybrid polymer-lipidcomposites: synthesis, preparation, characterization and application in drugdelivery with enhanced therapeutic efficacy[j]. the chemical engineering journal,2018, 341.
[3] chul y, yamaguchi t, nakao s i. a molecular㏑ecognition microcapsule forenvironmental stimuli㏑esponsive controlled release[j]. advanced materials, 2002, 14(5):386-389.
