载基因纳米囊泡自组装多层膜组装行为研究

Study on the assembly behavior and mechanism of lipopolysaccharide-amine nanopolymersomes polyelectrolyte films

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摘要目的：探讨构建载基因脂多糖胺纳米囊泡(NPs,简称pNPs)/透明质酸(HA)聚电解质多层膜(PEM)的组装行为和机理。方法利用含骨形成蛋白2(pBMP-2)基因的pNPs作为阳离子聚电解质,HA作为阴离子聚电解质,通过层层自组装技术在钛或石英玻璃表面构建PEM,记为Ti/Quartz-pNPs-(HA/pNPs)n,其中HA和pNPs依次组装1次为1个组装循环,n为组装循环数。采用原子力显微镜(AFM)观察膜组装过程中形貌和粗糙度值改变；膜表面Zeta电位(electric potential)表征聚电解质膜表面的电荷和吸附特性；利用耗散型石英晶体微天平(QCM-D)实时监测膜的组装过程,探索膜组装规律。结果 AFM观察发现,pNPs最初以单个离散的纳米粒子形式吸附在石英玻璃表面,随着组装进程,形成越来越粗壮、密集的“树枝”状三维立体纳米结构,膜表面粗糙度值逐渐增大。 Zeta电位结果表明,石英玻璃表面经过处理后Zeta电位为-4.83 mV,首层pNPs的表面电位为正,至第3个组装循环后Zeta电位稳定在+18 mV；而HA的Zeta电位最初为负值,随组装层数增加,其表面电荷逐渐趋正；组装过程中Zeta电位呈锯齿状交替上升。石英晶体微天平测量结果显示,随着组装进行膜质量和厚度逐渐增加,且以指数型增长。结论载基因pNPs/HA通过层层自组装构建具有独特三维纳米结构的聚电解质多层膜,其增长方式为指数型,具有纳米级粗糙度和非致密性的特点。