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脂质体是由两亲性的磷脂分子通过自组装作用形成的封闭囊泡。由于其特殊的天然结构,脂质体具有包封运载亲水和疏水物质的能力。高的生物相容性、无毒性或副作用以及对封装物的控制释放能力使得脂质体在药物封装、运载、释放方面有着广泛应用。然而,由于脂质体自组装结构的物理不稳定性,在制备、贮存过程中易受到致污物、光照、氧气、沉降等因素的影响造成囊泡团聚或破坏,严重制约了其实际应用。为提高脂质体的稳定性,研究者开发了各种措施,包括利用聚合物(壳聚糖、PEG)和无机物(二氧化硅、磷酸钙、金纳米粒子及二氧化钛)等材料包封、修饰脂质体,以便加强脂质体结构稳定性和扩展其适用范围。无机材料具有强度高、耐高温、耐磨损、耐腐蚀等优越性能,成为近年来修饰脂质体的热门材质之一。其中,二氧化钛纳米材料以其宽带隙、高活性、稳定性及低成本成为光伏、光催化和传感器领域使用最广泛的半导体材料之一;此外,二氧化钛良好的生物相容性和生物安全性也使其成为修饰脂质体的首选材料。迄今为止,二氧化钛与脂质体复合需要预先制备二氧化钛纳米颗粒或对脂质体表面进行预处理,步骤繁琐,操作复杂;且由于磷脂双层与二氧化钛溶胶两者不同的表面性质,修饰后的脂质体存在着易分相等缺陷。针对上述制备复合脂质体中存在的问题,本研究立足于课题组前期研究积累,结合国内外文献报道,提出一种制备TiO2-脂质体复合材料的简单途径。即利用磷脂分子的两亲性天然结构将疏水性TBOT限域在磷脂双层的疏水间隙内,通过脂质/水界面的水分子渗透进行TBOT的界面水解作用,随后在脂质双层的疏水薄层原位缩合形成TiO2纳米壳,以此方式合成一种新型钛基复合脂质体,此方法被命名为“内界面限域沉积法”。该方法利用磷脂双层结构中疏水区对有机钛源溶胶-凝胶化学的界面限域作用,使得二氧化钛原位沉积。在此基础上扩展性的研究了磷脂双层与有机钛源TBOT及捕光色素的协同组装行为,制备了具有光电转换功能的“仿类囊体”复合脂质体材料。具体而言,本文进行了以下研究:(1)利用“外界面沉积法”和“内界面限域沉积法”分别制备了二氧化钛复合脂质体,并借助SEM、TEM等表征手段对以上两种脂质体进行了对比研究。结果表明,相对于传统的“外界面沉积法”,利用“内界面沉积法”制备的脂质体具有高稳定性及药物缓释等优越性能。(2)利用“内界面限域沉积法”制备具有TiO2纳米核壳结构的二氧化钛-脂质体复合微囊,系统研究了磷脂双层与有机钛源的相互作用。借助扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、热重分析仪(TG-DTA)、红外光谱仪(FTIR)等表征技术证实了钛基复合脂质体结构完整、尺寸及分散性良好,二氧化钛在脂质体内部形成;差示量热分析(DCS)测试表明,二氧化钛无机壳层的存在阻碍了脂质膜的侧向流动性,提高了凝胶-液晶相转变温度Tm,为TiO2-脂质体复合材料的形成提供了又一个有力证据。利用探针芘结合静态荧光光谱监测TBOT在脂质双层中通过水解-缩合反应形成二氧化钛过程中微环境变化的详细信息,结果表明,疏水性的TBOT坐落于脂质双层中,且在脂质双层内部形成Ti-O-Ti网络。此外,设计了空气-水界面的二维Langmuir膜,表面压力与平均分子面积(π-A)等温线表明,TBOT-磷脂复合分子膜的上升压力面积小于空白磷脂分子膜,说明了 TBOT与磷脂分子的协同组装增加了膜压力。利用样品对表面活性剂TritonX-100的耐受性以及外释放实验证明,通过“内界面限域沉积法”制备的钛基复合脂质体具有较高稳定性、较大物质包封容量和缓慢释放能力。(3)在上述工作的基础上,利用“内部界面限域沉积法”制备叶绿素-钛基复合脂质体。基于磷脂双层疏水区域对脂溶性的叶绿素和钛前驱体的溶解性质,在脂质体自组装的同时将TBOT封装在脂质双层内而将叶绿素分子嵌入脂质膜中,通过磷脂双层对TBOT溶胶-凝胶反应的界面限域作用制备得到叶绿素-钛基复合脂质体。利用SEM、TEM、TGA、激光粒度仪(DLS)、表面张力仪等手段表征了样品形貌及组成。结果表明复合脂质体的分散度较好,呈球形结构;利用叶绿素a的荧光性质结合静态荧光发射光谱探究证实了叶绿素与二氧化钛被限域在复合脂质体系中的磷脂双层中,说明了内界面限域沉积法的制备可行性。电化学工作站测试结果证实,以叶绿素-钛基复合脂质体为工作电极组装的染料敏化太阳能电池(DSSC)具有光电转换性能。