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壳聚糖作为一种阳离子天然高分子材料,近年来备受关注。由于分子内氢键作用导致不易溶于水,因此对其改性的研究日益广泛。巯基壳聚糖具备强大的粘附性且无生物毒性,在生物医药方面作为医用敷料及药物载体具有广阔的前景。脱氧胆酸由于来源于生物体内,具有独特生物特性,将其作为疏水基团接入壳聚糖,又赋予壳聚糖新的用途。本论文以N-乙酰-L-半胱氨酸(NAC)为巯基基团对壳聚糖进行亲水改性,以生物大分子脱氧胆酸(DCA)对其疏水改性,合成了新型两亲壳聚糖衍生物-脱氧胆酸巯基壳聚糖(DCA-NAC-CHS)。分别研究了对牛血清白蛋白(BSA)的包覆及对油溶性量子点CdSe的修饰作用,并初步探讨了巯基壳聚糖衍生物在生物传感器方面的应用。1.巯基壳聚糖衍生物的合成:首先探讨了巯基壳聚糖的合成最佳条件:以壳聚糖、N-乙酰-L-半胱氨酸(NAC)等为原料,以HOBt和EDAC为缩合剂,合成NAC-CHS。通过Ellman’s试剂测巯基含量的方法,找出了最佳制备条件。另外在HOBt存在的环境下以EDAC为缩合剂分别在CHS和脱氧胆酸壳聚糖(DCA-CHS)上接上NAC。利用红外光谱和核磁共振分别对NAC-CHS和DCA-NAC-CHS进行了结构表征,表明DCA和NAC通过与壳聚糖的氨基形成酰胺键接枝到壳聚糖分子上。通过测定芘荧光探针的I1/I3研究了不同巯基取代度的DCA-NAC-CHS在溶液中聚集体的形成情况。结果表明DCA-NAC-CHS可以通过疏水作用形成聚集体,产生疏水微区。2. NAC-CHS对电极的修饰作用:利用NAC-CHS的粘附性,通过层层吸附的方法分别将NAC-CHS、纳米金、细胞色素C修饰到玻碳电极表面,并通过循环伏安、交流阻抗和扫描电镜对其修饰状况进行表征。结果表明,空白GC电极修饰上巯基壳聚糖后,充电电流明显减少,阻抗增大。这是由于NAC-CHS本身不导电,阻碍电子的传递所致;当进一步修饰上纳米金后,充电电流略有升高,但阻抗进一步增加,说明纳米金增强了修饰电极的导电性,由于带负电荷的纳米金与溶液中的探针产生静电排斥作用,导致电极的电子交换反应更加困难,使电化学阻抗值明显增加;而在修饰细胞色素C后电极的充电电流进一步降低,且出现了一对准可逆的氧化还原峰,说明细胞色素C已经成功修饰到玻碳电极上,但因细胞色素C带正电荷,能够吸引溶液中带负电荷的探针使得阻抗值明显降低。通过修饰电极对过氧化氢的电催化研究,结果表明固定在巯基壳聚糖-纳米金复合膜中的细胞色素C不仅可以进行有效的直接电子转移,而且还能保持细胞色素C对过氧化氢电催化还原活性。3. DCA-NAC-CHS对油溶性CdSe量子点的包覆作用:合成了油溶性CdSe量子点,并利用DCA-NAC-CHS的两亲性将量子点包覆到疏水核内。利用荧光光谱、紫外-可见光谱、X-射线衍射和透射电镜对DCA-NAC-CHS包覆油溶性CdSe量子点复合纳米粒子进行表征。结果表明,通过改变量子点的生长时间可以获得不同尺寸大小的CdSe量子点,DCA-NAC-CHS对油溶性CdSe QDs具有良好的修饰作用,可降低CdSe的毒性,而且保持了较强的荧光强度。4. DCA-NAC-CHS包覆BSA纳米粒子的缓释作用:以三聚磷酸钠(TPP)为聚合剂制备DCA-NAC-CHS载BSA纳米粒子,在显微镜及透射电镜下观察其形貌结构,纳米粒子的直径为200-300nm左右。测得其载药量及包封率分别达到12.51%-45.72%和38.05%-69.41%,投料比BSA:DCA-NAC-CHS为1:4时载药量和包封率均最高。缓释时间随巯基取代度的增加而增长,最佳缓释效果为24h累计释放量为89.75%。总之,本文合成的巯基壳聚糖衍生物具有良好的水溶性;NAC-CHS的粘附性可以应用于生物传感器的研究,DCA-NAC-CHS可以在溶液中进行自组装形成胶束聚集体,可以用来包覆油溶性CdSe量子点,对BSA具有较好的保护和缓释作用,是一种新型的壳聚糖衍生物,在生物传感器、生物荧光检测以及在载蛋白类药物方面的应用研究具有良好的前景。