脲酶驱动双面神纳米金马达的制备及运动性能研究开题报告

 2022-01-13 09:01

全文总字数:5036字

1. 研究目的与意义(文献综述)

主动给药一直是生物医药领域的研究热点。随着纳米技术的飞速发展,各类纳米材料被广泛地用作药物载体进行药物运输。这些纳米药物载体主要通过所谓的“被动靶向运输”或者“主动靶向运输”方式运送到病变部位。目前,这些方法的靶向效率普遍很低, 超过95%的药物载体会被富集到其它健康组织,因此会带来严重的毒副作用。为了从本质上提高药物的靶向效率,理想的药物载体应该具备自主运动性能。微纳米马达是一种能将其他形式的能量转化为自身动能产生自主运动、尺寸在微米及纳米尺度的一种粒子,将其用于药物载体有望通过其自主运动性能将药物可控地运送到指定的病变部位,从而极大地提高药物的靶向效率。由于其特殊的运动形式,对人工纳米马达的研究也能进一步加深我们对生物马达和细胞的理解。

在过去十年中合成马达的大小大多集中于微米尺寸,如mallouk等提出的以过氧化氢为燃料的pt/au马达,而人体血管自身孔径仅允许直径小于50 nm药物自由进出,直径小于100nm药物才可穿透细胞膜进入其内发挥疗效,这导致多数微米尺寸的马达无法应用于人体内环境,因此如何制备更小尺寸的马达成为如今的研究重点之一。小尺寸的纳米马达既能保证其能在体内运动到指定病变部位,同时能避开人体免疫系统的清除机理,更长时间地发挥效应,因此本项目希望制备出尺寸小于100 nm的马达以满足实际需求。

在制备马达的材料选择方面,以镁、铁等金属、介孔二氧化硅等非金属和聚苯乙烯(ps)球等有机分子为材料的微纳米马达均有被报道,而在众多纳米材料中,纳米金是目前研究最多的纳米材料之一。相较于其它材料,纳米金有比表面积大、表面易修饰、生物相容性好、催化活性高等诸多优势,如今纳米金已在分子诊断、光热治疗、肿瘤诊断等生物医药领域发挥作用。同时其具有特殊的光学性质,与其它荧光物质作用时表现出荧光增强和荧光猝灭两种不同效应,荧光寿命短,非常适合对一些特异性物质进行检查。除此之外,纳米金制备方法简单、可制备尺寸更小,通过柠檬酸钠还原氯金酸即可制得粒径小于100 nm的纳米金颗粒。基于以上优点,本课题选择了纳米金作为马达制备材料,通过柠檬酸钠与氯金酸的反应、以种子生长法制得多种粒径的纳米金。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1 研究基本内容、目标

本课题主要研究如何制备多种尺寸的脲酶驱动纳米金马达,具体内容如下:

(1)利用氯金酸及柠檬酸钠制备出不同尺寸的纳米金,并利用sem、tem对其形貌进行表征;

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3. 研究计划与安排

第1–4周:查阅相关文献资料,翻译英文文献;整理资料,在任务书的基础上,设计研究方案,确定切实可行的实验技术路线,了解相关的结构和性能的测试方法;撰写开题报告,开题答辩。

第5–8周:按照设计方案,完成纳米金的合成以及其粒径的表征。

第9–12周:制备纳米不对成结构。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] qin w, peng t, gao y, et al.catalysis-driven self-thermophoresis of janus plasmonic nanomotors[j]. angewandtechemie international edition. 2017, 56(2): 515–518.

[2] ji y, lin x, wu z, et al. macroscalechemotaxis from a swarm of bacteria‐mimickingnanoswimmers[j]. angewandte chemie international edition. 2019, 58(35): 12200–12205.

[3] schattling p, thingholm b, stadler b.enhanced diffusion of glucose-fueled janus particles[j]. chemistry ofmaterials. 2015, 27(21): 7412–7418.

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