天然高分子基纳米复合微球的制备研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

天然高分子主要来源于自然界中的动物、植物和微生物^【1】。一般可分为：①核酸，如脱氧核糖核酸；②多糖，如淀粉、糖原、果胶、甲壳素；③聚酰胺，如聚氨基酸、蛋白质；④聚酚，如木质素；⑤有机聚氧酯，如聚羟基脂肪酸酯；⑥类聚异戊二烯，如类固醇、古塔波胶、类胡萝卜素；⑦无机聚酯，唯一代表是聚磷酸酯；⑧聚硫酯八类^【2】。壳聚糖和明胶分别是自然界普遍存在的多糖类和蛋白质类高分子材料，因而具有良好的生物相容性、生物可降解性等优点，在生物医用领域具有极高的应用价值^【3】。特别值得关注的是，这些天然高分子具有特殊的刺激响应性，如壳聚糖具有ph刺激响应性，当其在ph较低时，壳聚糖的氨基质子化会让其呈溶解状态，而ph升高时，氨基的去质子化会让其变成不溶解状态，壳聚糖的这种溶解到不溶解的转变发生在ph 6-7的范围。同时，明胶也具有许多优点，除生物相容性良好、无毒及价格低廉外，还具有温度刺激响应性溶胶凝胶转变性能^【4】，即明胶在温度高于30℃时开始溶解，溶解得到的明胶溶胶温度降低到30℃以下时又开始转变为凝胶。而纳米粒子、荧光物质，生物大分子和药物等被包裹在这些天然高分子材料内部，可被用于生物医学的控制释放、缓释，靶向输送领域，以及药理研究等等，显著拓宽天然高分子基复合材料的应用范围。

目前，天然高分子微球在生物医用、制药等领域得到了研究人员越来越多的关注，应用较多的是明胶微球、壳聚糖微球、海藻酸微球等，天然高分子微球具有广泛的应用，例如可控制释放药物输送系统、吸附载体等。天然高分子微球的制备方法有：乳化法、凝聚法喷雾干燥法等，而近年来发展起来的微流道技术制备可控微球受到了国内外研究人员的关注。lee等^【5】利用微流道系统制备了单分散、大小可控的（直径从13到110μm）的量子点与聚乙二醇二丙烯酸酯复合微球，dong等人^【6】利用喷射性微流道制备了10μm单分散的颗粒，这种方法还可以向其中添加荧光材料制备功能性荧光颗粒。另外，为利用纳米粒子独特的物理化学性质，将其包覆于微球用于医学诊断、多组分生物检测、药物筛选等应用对分析化学和生物工程的意义重大^【7】。制备纳米粒子-天然高分子复合微球时，作为连续相的天然高分子可以充当纳米粒子的稳定剂和分散剂等，采用生物大分子还可以有效地提高生物相容性，为此后进一步应用提供便利^【8】。目前，李昆等人^【9】用壳聚糖作为功能性高分子骨架包覆量子点，制备的聚合物量子点具有良好的生物相容性。也有报道将四氧化三铁纳米粒子复合微球应用于肿瘤治疗，在外磁场作用下，四氧化三铁的磁性可以实现靶向给药^【10】。

本课题首先采用气-液相微流道技术制备了壳聚糖单层微球，接着制备了壳聚糖/明胶双层微球，利用双层微球的不同层分别包覆纳米粒子、荧光材料和生物大分子等物质，使其不仅具有天然高分子的优良性能，还被赋予了其他材料的特殊性能。最后，利用紫外-可见分光光度计对制备的天然高分子基纳米复合微球进行药物释放的研究，以了解其在其在药物载体、控制释放、疾病诊断、组织工程等领域的可应用性。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

1．文献调研，了解国内外相关研究概况和发展趋势；

2．制备纳米材料，如纳米银、磁性纳米四氧化三铁等，并进行表征

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅有关文献资料，明确研究内容，了解研究的目的及意义，确定方案，完成开题报告，设计具体实验方案；

第4－8周：实验实施，制备天然高分子与纳米材料共混制备天然高分子基纳米复合微球，实验数据记录、分析及处理；

第9－13周：对天然高分子基复合微球的粒径及其分布、形貌、结构进行测试、分析及处理数据；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 郑学晶, 霍书浩. 天然高分子材料[m]. 北京: 北京工业出版社, 2010: 1-4.

[2] 沈新元. 先进高分子材料[m]. 北京: 中国纺织出版社, 2006: 224-225.

[3]郭萌萌. 刺激响应性天然高分子/纳米粒子复合微球的制备及性能研究[d].武汉理工大学,2015.