臺灣博碩士論文加值系統

以具有磁性之奈米粒子作為載體，表面藉具官能基的高分子物質適當修飾後，進一步與所需攜帶藥物結合，於外加磁場下作用，達到靶向給藥的效果。

Magnetic nanoparticles were used in this study as carriers for immobilization of thrombolytic drugs to develop a magnetic targeted drug

中文摘要 iv
Abstract v
致謝 vi
總目錄 vii
圖目錄 xi
表目錄 xv
第一章 緒論 1
1.1前言 1
1.2 研究動機與目的 2
第二章 原理及文獻回顧 4
2.1 磁性材料 4
2.1.1 磁性理論 4
2.1.2 磁學參數定義 5
2.1.3 磁滯現象及磁滯曲線 10
2.1.4 磁性材料結構 12
2.2 磁性材料製備 13
2.3 修飾磁性奈米粒子表面之材料 15
2.3.1生醫應用修飾奈米粒子表面之分子 15
2.4 奈米磁性材料在生醫方面的應用 18
2.5 藥物釋放 18
2.6 酵素固定化技術 21
2.6.1 酵素固定化簡介 21
2.6.2 酵素固定化方法 22
2.7 血栓溶解酵素結構與功能 25
2.7.1 凝血機制 25
2.7.2血栓 27
2.7.3 rt-PA血栓溶解酵素 27
2.7.4 rt-PA之結構與功能 28
第三章 實驗藥品及實驗方法 30
3.1 實驗藥品及氣體 30
3.2 實驗設備 32
3.3 實驗方法 35
3.3.1奈米磁性粒子製備 35
3.3.2 天然高分子羧甲基葡聚糖之製備 35
3.3.2.1羧甲基葡聚糖之合成 35
3.3.2.2 磁性粒子的表面修飾 37
3.4 材料特性分析 39
3.4.1 傅氏轉換紅外線光譜儀 39
3.4.2 核磁共振光譜儀分析 39
3.4.3 穿透式電子顯微鏡分析 39
3.4.4 光散射粒徑分析 40
3.4.5表面電位分析 40
3.4.6 超導量子干涉儀SQUID 40
3.4.7 紫外光/可見光光譜儀檢測-COOH官能基 41
3.4.8 X光繞射分析 42
3.4.9 熱重分析儀 42
3.4.10 原子力顯微鏡 42
3.5 修飾磁性粒子之酵素固定化 43
3.5.1 酵素特性分析 44
3.5.1.1蛋白質分析 44
3.5.1.2酵素活性分析 45
3.5.1.3酵素活性分析-血栓測試 46
第四章 結果與討論 49
4.1 羧甲基葡聚糖特性分析 49
4.1.1傅氏轉換紅外線光譜儀測試結果 49
4.1.2 核磁共振光譜儀分析測試結果 51
4.2磁性流體合成 54
4.2.1 傅氏轉換紅外線光譜儀測試結果 58
4.2.2 穿透式電子顯微鏡分析結果 60
4.2.3 粒徑分佈 68
4.2.4 表面電位分析 70
4.2.5 磁性強度 72
4.2.6 –COOH 官能基分析 74
4.2.7 X光繞射分析 77
4.2.8 熱重分析儀測試熱安定性及熱損失 80
4.2.9原子力顯微鏡觀測表面粗糙度 84
4.3 固定於磁性粒子上酵素特性分析 88
4.3.1自由酵素蛋白質分析 88
4.3.2酵素固定化 89
4.3.3 自由酵素活性 91
4.3.4 固定酵素量之不同配方之比活性比較 93
4.3.5固定不同酵素量之酵素特性比較 95
4.3.6 相對比活性 98
4.3.7 酵素動力學 100
4.3.8 酵素穩定性測試 102
4.3.8.1 酵素儲存穩定性測試 102
4.3.8.2 固定化酵素操作穩定性測試 103
4.3.8.3 固定化酵素模擬血液中特性測試 105
4.3.8.4 模擬血栓測試 106
4.3.9 由TEM觀察固定在磁粉表面之酵素型態 109
4.3.10 表面電位差觀察固定化後的差異 110
4.3.11 表面固定酵素後之粒徑 111
第五章 結論 112
參考文獻 114

圖目錄
圖 2 1 反尖晶石Fe3O4 晶格結構，圖中A與B分別代表佔據 Tetrahedral site 及 Octahedral site 鐵離子的位置 12
圖 2-2 凝血機制示意圖 26
圖 2-3 組織型胞漿素原活化酶(t-PA)結構示意圖，其中包含：finger (F)、growth factor (G)、kringle (K1,K2)以及C-terminal protease (P) domains，圖中短鏈為雙硫鍵結。（47-51） 29
圖 3-1 Dextran 分子結構 36
圖 3-2 Carboxymethyl dextran 結構 36
圖3-3 Toluidine Blue O (TBO)結構 41
圖3-4 Carbodiimide activation活化法 44
圖 4-1 CMD 與 Dextran 之紅外線光譜圖 50
圖 4-2.a Dextran C13核磁共振光譜圖 53
圖 4-2.b CMD C13核磁共振光譜圖 53
圖 4-3.a 各配方粒子震盪後呈現之磁性流體情形 55
圖 4-3.b 各配方粒子震盪後靜置十分鐘呈現之磁性流體情形 56
圖 4-3.c 各配方粒子震盪後靜置於磁鐵十分鐘旁呈現之情形 57
圖 4-4a.添加不同CMD配方之磁性粒子紅外線光譜圖 59
圖 4-4b.不同製備方式ECMD配方之磁性粒子紅外線光譜圖 59
圖4-5穿透式電子顯微鏡下的磁性粒子圖50,000倍（bar = 0.2 μm） 62
圖 4-6穿透式電子顯微鏡下的磁性粒子圖200,000倍（bar = 50 nm） 64
圖 4-7 TEM觀察下的粒徑分布 67
圖4-8 表面以CMD改質之磁性粒子磁場強度 73
圖4-9 TBO 檢量線 75
圖 4-10.a 添加不同CMD配方之磁性粒子X光繞射分析圖 78
圖 4-10.b 添加不同CMD配方之磁性粒子X光繞射分析圖 78
圖 4-11.a 添加不同CMD配方之磁性粒子熱重損失圖 81
圖 4-11.b 添加不同ECMD配方之磁性粒子熱重損失圖 81
圖 4-11.c 添加不同CMD配方之磁性粒子熱重損失微分曲線圖 82
圖 4-11.d 添加不同ECMD配方之磁性粒子熱重損失微分曲線圖 82
圖 4-12.a 磁性奈米粒子以AFM觀測立體示意圖（表面未修飾） 86
圖 4-12.b磁性奈米粒子以AFM觀測（表面未修飾） 86
圖 4-13.a磁性奈米粒子以AFM觀測立體示意圖 87
（表面修飾，配方CMD0.25） 87
圖 4-13.b磁性奈米粒子以AFM觀測（表面修飾，配方CMD0.25） 87
圖 4-14 rt-PA之蛋白質染色分析檢量線 88
圖4-15 自由酵素量之線性回歸 92
圖4-16 自由酵素量之比活性 92
圖4-17不同添加酵素量固定於磁粉上酵素比例，載體CMD 0.25、ECMD 0.25。 96
圖4-18 不同添加酵素量固定上之酵素量，載體CMD 0.25、ECMD 0.25。 96
圖4-19 不同添加酵素量對固定上之比活性影響。載體CMD 0.25、ECMD 0.25 97
圖4-20 不同添加酵素量固定上之每單位磁粉活性。載體CMD 0.25、ECMD 0.25 97
圖 4- 21 不同酵素添加量對相對比活性的影響，載體CMD 0.25、ECMD 0.25。其自由酵素活性為2.3064 U/mg 99
圖4-22 酵素動力學雙曲線。載體為CMD0.25 101
圖4-23酵素儲存穩定性測試。載體為CMD0.25，rt-PA添加量為0.25 mg 103
圖4-24 固定化rt-PA與自由酵素之操作穩定性，此載體為CMD0.25，rt-PA添加量為0.25 mg 104
圖4-25 固定化rt-PA血液中穩定性測試。此載體為CMD0.25，rt-PA添加量為0.25 mg 105
圖4-26 凝血測試全光譜掃描 380 ~ 1000 nm 106
圖4-27 固定化酵素之TEM，此載體為CMD0.25，rt-PA添加量為0.25 mg 109


表目錄
表 2-1 不同高分子修飾在生醫領域應用之奈米磁粒子之優點 17
表 2-2 酵素固定化方法之分類 24
表 3-1 各配方製備磁性粒子ㄧ覽表 38
表4-1 NMR光譜整理表 52
表4-2各配方製備磁性粒子在TEM中計算出平均粒徑 65
表4-3各配方製備磁性粒子粒徑 69
表4-4各配方製備磁性粒子之表面電位 71
表4-5各配方製備磁性粒子之-COOH官能基 76
表4-6各配方製備磁性粒子以X光繞射計算其粒徑 79
表4-7添加不同CMD配方製備磁性粒子TGA檢測結果ㄧ覽表 83
表4-8各配方製備磁性粒子酵素固定化比例 90
表4-9 固定酵素量不同配方比活性比較 94
表4-10 酵素動力學 101
表4-11凝血光譜測試。載體為CMD0.25，rt-PA添加量為0.2 mg 108
表4-12固定上酵素之磁性粒子之表面電位 110
表4- 13各配方製備磁性粒子粒徑 111

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