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颗粒稳定的气泡制备及其应用研究

文献类型:学位论文

作者张晴
答辩日期2021-06-01
文献子类硕士
授予单位中国科学院过程工程研究所
导师马光辉 and 刘荣
关键词颗粒稳定气泡,壳聚糖纳米颗粒,生物相容性,超声造影,疫苗佐剂
英文摘要

颗粒稳定的气泡(Particle stabilized bubbles;PSBs)是由颗粒代替表面活性剂稳定气液界面形成的气泡。相比于表面活性剂稳定气泡,由于颗粒在气液界面为不可逆吸附,所以体系具有更高的稳定性,同时还降低了表面活性剂可能带来的毒性、副作用等风险。虽然颗粒稳定气液界面的现象早在1903年就已被报道,但至今PSBs的应用仍很少。其原因在于PSBs制备困难,大多需添加辅助表面活性剂;气泡粒径很大(数百微米)等问题。针对上述问题,本研究致力于制备稳定的PSBs,并在此基础上考察其在生物医药领域的应用潜力。具体研究内容如下:(1)PSBs的制备:通过筛选具有良好生物相容性,不同亲疏水性的颗粒作为稳定剂,并对其荷电性、浓度、粒径、水相及气相等影响因素进行优化,制备得到了由壳聚糖纳米颗粒(CNPs)稳定的气泡(CPSBs)。采用激光粒度仪对其粒径进行表征,气泡平均粒径为2.48±0.20 μm,span值在1.21±0.11,证明气泡粒径较小且均一。气泡浓度约在3.61×108个/mL。通过激光共聚焦观察发现,气泡为球形,并且由其局部放大图可以发现纳米颗粒均匀包围在气泡表面。(2)CPSBs作为超声造影剂应用效果评价:体外表征表明,CPSBs具有较好的体外造影能力,其回声强度及体外造影时间相比于临床使用的Sonovue造影剂均有明显提高。体内造影结果表明,CPSBs能持续造影80 s且强度较高,具有较好的体内造影能力。体外细胞毒性实验、溶血实验以及体内病理切片实验等证实了该体系具有良好的生物安全性,表明CPSBs具有作为超声造影剂应用的潜力。(3)CPSBs作为疫苗佐剂应用的效果评价:以鸡卵清白蛋白(OVA)为模型抗原,考察了CPSBs的佐剂效果及免疫增强机制。体外实验从抗原装载率、抗原提呈细胞(APCs)对抗原的摄取能力、树突状细胞(DCs)活化水平等方面进行评价,结果表明CPSBs具有较高的抗原装载能力,能够显著增强APCs对抗原摄取以及DCs活化。免疫机制研究通过考察注射部位炎症细胞及APCs募集情况,结果发现CPSBs组能较快募集到大量炎症细胞,并在第7天时逐渐消退,表明CPSBs既具有较强的炎症细胞募集能力,又有良好的生物相容性。动物实验结果表明,CPSBs能诱导机体产生高于铝佐剂组的抗体水平,且其细胞因子分泌水平显著高于其它佐剂组。脾细胞实验结果也表明CPSBs组可促进更多的记忆T细胞分化。以上结果证实CPSBs具有良好的疫苗佐剂效果。综上所述,本研究成功制备了由壳聚糖纳米颗粒稳定的气泡,并将其分别用于超声造影剂及疫苗佐剂。气泡表现出良好的超声造影能力及免疫增强效果,生物相容性良好,表明其具有较好的生物医药领域应用潜力。

语种中文
源URL[http://ir.ipe.ac.cn/handle/122111/60907]  
推荐引用方式
GB/T 7714
张晴. 颗粒稳定的气泡制备及其应用研究[D]. 中国科学院过程工程研究所. 2021.

入库方式: OAI收割

来源:过程工程研究所

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