光敏纳米粒子/聚合物基复合制剂的辐射构建及其生物效应

来源 :湖北科技学院 | 被引量 : 2次 | 上传用户:lihongde313
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光敏纳米粒子广义上来说就是利用光产生氧化反应的纳米粒子,已被广泛应用于环境保护、污水处理、航空航天以及生物医学等领域。常见的种类有金属纳米粒子、非金属类纳米粒子、碳基类纳米粒子等。本文主要研究三部分:(1)以两种不同的配体制备CdS QDs,通过MTT实验研究量子点影响细胞活性的机理,结果表明:与配体较长、尺寸较大的MPA-CdS量子点相比,配体较短、尺寸较小的TGA-CdS量子点对MC3T3-E1细胞具有更显著的细胞毒性;(2)通过电子束辐照接枝-开环技术制备强亲水性、强吸附性、催化能力强的TiO2-GMA/NMG,通过光催化性能实验、抗菌试验以及细胞毒性试验,结果显示:TiO2-GMA/NMG能应用于污水中重金属的去除,且TiO2-GMA/NMG具有光敏抗菌活性,细胞毒理实验也证实其具有一定生物相容性;(3)通过辐射交联技术制备以光敏粒子g-C3N4为主的光敏抗菌水凝胶,通过抑菌圈法以及平板计数法实验,研究发现:g-C3N4/CMCS/PVA水凝胶对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌都具有一定的光敏抗菌协同效应,而且g-C3N4/CMCS/PVA水凝胶对大肠杆菌的抗菌效果大于金黄色葡萄球菌。同时,通过细胞毒理实验也证实其具有较好的生物活性,该水凝胶有望在化妆品、医用敷料和环境保护等领域具有较大的应用潜力。第一部分:水溶性CdS量子点的原位辐射合成及其对小鼠胚胎成骨细胞前体MC3T3-E1细胞的细胞毒性利用原位电子束辐射在室温条件下成功地制备了巯基乙酸(TGA)和巯基丙酸(MPA)两种配体包覆CdS量子点。通过FTIR、UV-vis、XRD、DLS、XPS、Inverted-FL、BET、FE-SEM和HR-TEM等手段对CdS量子点的形貌和微观结构进行了分析。本研究考察了不同配体和CdS量子点大小对小鼠胚胎成骨前体细胞(MC3T3-E1)细胞毒性的影响。结果表明,水溶性CdS QDs对MC3T3-E1细胞具有一定的毒力和抑制作用。特别的是,与配体较长、尺寸较大的MPA-CdS量子点相比,配体较短、尺寸较小的TGA-CdS量子点对MC3T3-E1细胞具有更显著的细胞毒性。建立了细胞毒性行为的可能机制。本工作将有助于利用电子束辐射法设计和修饰CdS量子点,以检测量子点对MC3T3-E1细胞的细胞毒性,并进一步促进细胞成像和组织工程应用。第二部分:超强亲水性纳米TiO2的预辐射接枝-开环制备及其生物学使役行为通过预辐射接枝和开环反应制备了一种新型的TiO2-g-GMA/NMG(TGN)光催化剂,增强了对细菌的抗菌性能以及对Cr(Ⅵ)的吸附-光催化还原性能。通过FTIR、TG、XRD、DRS、XPS、BET和接触角表征了光催化剂的表面和微观结构。用FE-SEM和HR-TEM对TGN进行了形貌表征。在混合光下,通过抗菌试验实验得出结论,TGN对E.coil与S.aureus在光照条件下均有一定的抑制作用。相比而言TGN与细菌表面接触面积更大,也更容易侵入细菌细胞壁,对细菌的抑制作用更显著。通过细胞毒性实验得出结论TiO2、TiO2-GMA、TiO2-GMA/NMG均抑制L929的细胞存活率,其中TiO2-GMA显著抑制细胞活力。当TiO2-GMA浓度从30μg/mL增加到600μg/mL时,细胞存活率从82.21%下降到56.38%。在混合光条件下,将Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ),测试了TGN的高活性。结果表明,在NMG(18 wt%)和60 k Gy适当剂量下,TGN 1h对Cr(Ⅵ)的去除率最高,为81.8%。此外,还提出了TGN三种吸附-光催化还原Cr(Ⅵ)的机理。这种TGN络合物光催化剂在含高价重金属离子水污染处理领域具有良好的应用潜力。第三部分:g-C3N4/CMCS/PVA光敏抗菌水凝胶的辐射构建及其光敏抗菌与细胞活性以聚乙烯醇、羧甲基壳聚糖和纳米g-C3N4为原料,经冻融循环和电子束辐射制备了g-C3N4/羧甲基壳聚糖/聚乙烯醇三元复合水凝胶。通过热重、傅里叶变换红外光谱、X射线粉末衍射等方法验证了复合水凝胶中g-C3N4的存在。通过抑菌圈法以及平板技术法得出结论:g-C3N4/CMCS/PVA对大肠杆菌的抗菌效果大于金黄色葡萄球菌,g-C3N4/PVA水凝胶对金黄色葡萄球菌的抗菌效果大于大肠杆菌。通过细胞毒性实验得出结论:得出结论CMCS、PVA的生物相容性较好。三元水凝胶g-C3N4/CMCS/PVA促进L929细胞的增殖,细胞存活率为112.89%。因此,我们有可能开发出一种具有光敏抗菌活性的新型生物相容性良好的水凝胶,在化妆品、医用敷料和环境保护等领域具有巨大的应用潜力。
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