129609字博士毕业论文多孔膜的可控组装过程及肾小球滤过膜的校正分析
论文类型：博士毕业论文
论文字数：129609字
论点：组装,多孔,聚合物
论文概述：
本文是在职博士研究生论文，通过体外的靶向实验证明多孔聚合物膜在链接上 anti-Nephrin 后，具有肾脏靶向性。
论文正文：
第一章引言
自组装在自然界中很常见，尤其是在分子水平上。复杂的生物结构，如脂质膜、蛋白质的高级结构以及核酸和蛋白质的聚集，都是由活细胞中的自组装形成的，它们是每一个生命的中心[13、16、18、19]。19世纪80年代，化学家首先通过分子自组装合成人造物质。随后，在物理、化学、生物学、材料科学甚至跨学科科学中，存在通过自组装方法制备的具有可控形态、大小和功能的物质，例如纳米球、纳米棒、纳米线、纳米笼、核壳结构和纳米盘[12，20，21]。除了合成纳米级物质，科学家们还使用自组装方法在特定位置组装有序结构，[15，22-28]。一般认为，通过仔细调节纳米粒子之间的相互作用，系统可以达到平衡并符合最小自由能状态，从而导致有序的自组装[38]。事实上，自组装过程大多是在非平衡条件下形成的。值得注意的例子包括玻璃化、凝胶形成和蛋白质折叠等。这些自组装过程都是在非平衡条件下形成的，[29，30]。一般来说，非平衡过程和弛豫过程之间的竞争会导致非晶态[的产生。因此，可能需要使用与组装元件的尺寸相关的远程力来形成有序的组装结构。不幸的是，许多更常见的力明显超过了分子尺寸范围。胶体粒子通常倾向于通过短程力形成无序相，但几乎所有胶体都可以克服这些限制，通过长程力(静电和耗散)或熵过程结晶[14]。以下描述了自组装之间的相互作用力。
……
第二章多孔聚合物薄膜的过程控制自组装
2.1简介
目前有许多制备有序聚乳酸多孔薄膜材料的方法。与模板法、光刻技术、胶体晶体法等相比。，组装方法简单，成本低。通过现有组装方法得到的聚乳酸多孔膜具有规则的形貌，但所得多孔膜材料的孔径较大，一般为数百纳米甚至大于微米。由于聚乳酸多孔膜材料是疏水性的，其在生物中的应用受到其大尺寸的限制。例如，在静脉注射方面，过大的材料尺寸将导致血液输送困难，甚至导致血管梗塞。因此，可以控制多孔膜材料的尺寸和孔径程序，不同孔径和尺寸的多孔膜材料，尤其是纳米多孔膜材料，有望应用于生物医学。小孔膜新应用领域的发展将为医学诊断、治疗和药物带来更广阔的前景。本章采用化学方法制备了不同聚合长度的聚乳酸单元，并测定了它们的电荷性质。通过改变组装系统中的组装条件，实现了不同尺寸和孔径的多孔聚合物薄膜的程控自组装。制备的多孔聚合物膜具有与肾小球滤过膜相似的结构，为后续肾病治疗提供了理想的治疗材料。
2.2实验部分
实验步骤如图2-1所示。首先，在圆底烧瓶中加入不同量的聚乳酸b和一定体积的四氢呋喃，搅拌下加入一定体积的甘油。然后继续搅拌几分钟，将溶液快速倒入液氮中急冷10分钟，加入1000毫升冰水混合物进行溶剂交换24小时，用超纯水多次抽滤，得到的自组装膜冻干3天。用蔡司超55扫描电子显微镜在5 kV加速电压下观察了PPM自组装多孔膜的形貌。扫描电镜样品的制备:首先，将PPM自组装多孔膜超声分散在超纯水中；然后，吸取5 μL纳米材料悬浮液，滴在硅片上，室温下自然干燥，然后喷金进行电子显微镜观察。核磁共振氢谱是将合成的聚合物分子按质量百分比15%溶解在氘代氯仿中，扫描得到的。多孔膜的电荷测量是通过测量美国黑文布鲁克的90+纳米颗粒尺寸和AETA电位计获得的。
第三章自组装单层的细胞毒性和肾靶向性...................51
3.1前言.........................................51
3.2实验部分................................51
第四章PPM抗肾蛋白对白蛋白肾病大鼠的影响……61
4.1导言..............................61
4.2实验部分............................62
第五章非靶向PPM对白蛋白肾病大鼠的影响..............................80
5.1导言................................80
5.2实验部分……80
第七章PPM-阿霉素肾病小鼠的抗肾病作用
7.1简介
近年来，肾脏疾病的发病率逐年上升。最新报告显示，全球有5亿多肾脏疾病患者，特别是慢性肾脏疾病，已成为继肿瘤、心脑血管疾病和糖尿病之后威胁人类健康的最严重疾病之一。然而，仍然没有足够和有效的方法来防止肾病患者肾功能的逐渐下降[295]。过去，普遍认为蛋白尿、血尿素氮和肌酐升高是肾小球疾病的主要临床表现，直接反映肾小球损伤程度。然而，随着对肾脏疾病研究的深入，人们逐渐认识到这些症状不仅是肾小球损伤的生物标志物，也是参与肾脏疾病发展的独立致病因素，可直接加速肾小球硬化和肾小管间质损伤。
7.2实验段
全自动脱水机(德国莱卡普1020)、水平振动台(WD-9405B:沃德生物医学仪器公司、北京刘一仪器厂)、通用32离心机(德国赫蒂赫公司)、TGL-16G台式离心机(上海安亭科学仪器厂)、2K15高速离心机(美国西格玛公司)、水平振动筛(苏州珀西瓦尔实验设备有限公司)、XS365 1/10000分析天平(pre 微型切片机(徕卡RM 2235，德国)、电热恒温烘箱(Binder Company，Germay)、电热恒温烘箱:上海跃进医疗设备厂)、正荧光显微镜(奥林巴斯公司，日本)、光学显微照相系统(奥林巴斯公司，日本)、激光共焦显微镜(奥林巴斯公司，日本)、图像Pro-Plus图像分析系统(美国媒体控制论公司)、AU5400自动生化分析仪(奥林巴斯公司，日本)、载玻片和盖玻片(江苏世泰实验设备有限公司)、水浴振荡器(哈尔滨东联电子科技发展有限公司，中国)、透射电子显微镜(HTT 电子显微镜用铜网(广州亿电有限公司，广州)、切片刀片(徕卡，德国)、包埋盒(广州华建有限公司，广州)、铜网盒(广州亿电有限公司，广州)、超薄切片机(徕卡，德国)和正电荷处理防脱落载玻片(江苏世泰实验设备有限公司，江苏)。
……
结论
在充分调研国内外自组装材料和肾病现状的基础上，针对自组装在生物医学治疗和诊断中的优势以及肾病治疗预后不良的问题，提出了利用自组装方法制备具有生物功能的材料，从物理过滤屏障和电荷屏障直接修复过滤膜的观点。根据肾小球滤过膜，模拟了组装多孔聚合物膜，研究了多孔聚合物膜尺寸和孔径可控的条件，讨论了多孔聚合物膜的生物毒性和靶向性。进一步研究其在各种肾病模型中的干预行为，并进行改进和深入研究，获得治疗肾病疾病的新方法和新靶点。主要研究结果如下:1 .用化学方法制备带负电荷的组装单元。通过改变可溶性和不溶性溶剂的体积比，制备了不同形貌的聚合物膜组件。多孔聚合物膜具有类似于肾小球过滤膜的结构。通过控制组装元件的浓度、搅拌速率、聚乳酸的聚合度等条件因素，可以控制和自组装多孔聚合物膜组件的尺寸和孔径程序。2.体外靶向实验证明，抗Nephrin连接后，多孔聚合物膜具有肾靶向性。同时讨论了不同尺寸材料的细胞毒性。实验结果表明，组装的多孔聚合物膜在0.01-10毫克/毫升范围内具有良好的生物相容性。
……
参考资料(略)