以红细胞膜为模板的铂基碗状微马达的制备

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非对称微纳马达是可以将外部的化学能或其它形式的能量转化为自身动能的微纳米器件。因其在物质传递及载药等领域具有广阔的应用前景,而受到广泛的关注和研究。红细胞(RBC)是人体中最简单的细胞,它的细胞膜具有良好的生物相容性,生物降解性和非免疫原性。红细胞膜已被广泛应用于微纳米粒子的表面修饰。复合了红细胞膜的微马达具有良好生物相容性、从而能够实现其在生物体内的物质运输,靶向治疗。本论文以红细胞膜为模板制备了铂碗状微米马达。本文通过低渗溶胀的方法制备血影(不包含红细胞内容物的红细胞膜),并对血影施加高渗和低渗刺激。在高渗的条件下,血影会随着渗透压的增高,变成高度越来越小的碗状结构。在低渗条件下,血影会随着渗透压的增高,体积轻微涨大。用蛋白酶K降解膜蛋白后的血影,在高渗刺激后不再变成碗状,而是以球形的状态明显皱缩,在低渗刺激下体积可以很明显的涨大。血影被用于化学反应的腔室,在其内部实现了辣根过氧化物酶(HRP)催化过氧化氢使Amplex Red生成试卤灵的反应。以血影为模板,用甲酸还原氯铂酸钾在血影表面生成一层纳米级金属层,制备出铂球壳结构。这种结构在乙醇处理后会内凹成碗状结构,碗状铂微壳具有不对称结构,因此可以作为微马达。在过氧化氢溶液中,碗状结构的内凹部位更易催化过氧化氢生成气泡,推动其运动。随着过氧化氢浓度增高,催化生成气泡效率增大,因此马达运动速率也随之增大。以蛋白酶K处理过的血影为模板也可以制备出铂壳结构,但是该铂壳不完整。这种结构也可以催化过氧化氢产生气泡,但是由于催化活性位点较多,气泡从多处冒出,因此抵消了部分方向上的推动力。这种铂壳的运动速度也随着过氧化氢浓度的增大而增大,但是在同样过氧化氢浓度下,其平均速度没有碗状马达的高。
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