肝素作为抗凝血、抗血栓功效良好的药物,现已被广泛使用。除此之外,从抗炎和抗肿瘤应用,到预防传染病和用作药物递送的纳米载体,目前人们对肝素的潜在用途也越来越感兴趣。但肝素具有明显的副作用,使得其通过缓释体系再被利用的研究成为重点。此外,基于肝素的抗凝血、抗血栓效果,拓展其生物医学应用领域,也成为生物材料、生命分析等领域的研究热点。本论文针对不同血液接触类材料的肝素药物高效负载、可控缓释方式进行了研究,并通过纳米载药技术对肝素在材料表面改性和生物传感的应用做了一定的探索。主要研究内容如下:1.综合利用硬模板(Fe3O4微粒作为核)、软模板法(十六烷基三甲基溴化铵作为介孔模板剂)和表面氨化技术制备得到氨基化中空介孔二氧化硅(A-HMS)。然后,肝素由一个简单的浸泡过程负载于A-HMS,得到H-A-HMS,再通过铂(Pt)溅射修饰获得JanusH-A-HMS微马达,它的运动是由Pt催化分解过氧化氢(H2O2)获得氧(气)和水而造成的气泡推动来实现。相关生物相容性测试结果表明所制备的Janus H-A-HMS微马达具有良好的血液相容性、无细胞毒性、高负载和控制释放的肝素,以及自主运动能力。它将为肝素在生物医学领域中的更多应用提供支持。2.选择肝素和琼脂糖分别作为提高材料血液相容性以及抗细菌黏附能力的药物,且将其装载到介孔二氧化硅纳米粒子中,然后将这种成功装载了药物的介孔二氧化硅纳米粒子通过静电作用修饰到硅橡胶薄膜的表面。纳米粒子的介孔结构通过透射电镜(TEM)、动态光散射(DLS)、Brunauer-Emmett-Teller(BET)表面积、傅里叶变换红外分光镜(FTIR)、热重分析(TGA)、扫描电镜(SEM)以及水接触角进行细节化的表征。此外,对材料进行了血小板和全血粘附实验、溶血率分析、红细胞形态变化、体外凝血时间测试以及细菌粘附测试,实验结果表明:负载肝素和琼脂糖的介孔二氧化硅修饰硅橡胶薄膜具有优良的抗凝血和抗细菌粘附能力。由于其良好的生物相容性,修饰后的硅橡胶有望在与血液相接触的生物医用材料领域占据一席之地。3.制备负载肝素药物的聚赖氨酸微粒(PL-HepNPs),并利用透射电子显微镜(TEM)和(FT-IR)光谱对其进行了形貌和化学组成的表征,然后通过药物缓释、体外凝血试验、溶血试验等检测了 PL-Hep NPs的肝素可控释放能力以及良好的血液相容性。将其与碳纳米管(CNTs)共混后涂覆到玻碳电极表面,与癌胚抗体(anti-CEA)结合,由此构建一种新型的电化学免疫传感器,对其电化学性能进行评价,同时将其应用到全血中进行癌胚抗原(CEA)的检测。检测结果表明该免疫传感器能应用于全血中CEA的检测,检测线性范围宽(0.01～120 ng/mL),检测限较低(0.0036 ng/mL),同时具有很好的特异性、稳定性和准确性,这些均说明了该免疫传感器有潜在的临床应用价值。4.设计合成一种基于磁性超支化聚酰胺负载肝素的新型荧光检测剂(Fe304@HPAM/Hep),TEM、SEM、EDS、Zeta电位以及荧光光谱对该材料进行了物理表征,然后通过体外凝血试验、溶血试验检测了 Fe3O4@HPAM/Hep所拥有的抗凝血性能。将这类磁性超支化/肝素纳米粒子应用于水相和全血中铅离子的检测,实验结果表明:超支化聚酰胺独特的空腔结构为其提供了良好的荧光性能,并能与铅离子协同作用,增强复合材料的荧光信号,提高了检测灵敏度。此外,本传感体系所用超支化聚酰胺对铅离子具有很强的选择性吸附作用,所以具有很高的抗干扰能力和选择性。与传统有机荧光物质相比,Fe304@HPAM/Hep(富含氨基)具有良好的血液相容性,并且其高密度的活性氨基可以高效捕获水相或全血环境中的铅离子,检测限较低(水相1.007pM,血液1.013 pM),因而在环境和生物医药领域有着广阔的应用前景。