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羧基离子注入表面改性的多壁碳纳米管的生物相容性研究

作　者: 张艺腾
导　师: 李德军
学　校: 天津师范大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 多壁碳纳米管羧基离子注入羧基基团细胞相容性血液相容性
分类号:
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

本文通过离子注入(lon Implantation)的方法对多壁碳纳米管(Multi-Walled Carbon Nanotubes进行了表面改性,在其表面分别注入了两种不同剂量的羧基离子(COOH+),然后对其与原始多壁碳纳米管进行了生物相容性实验,以研究羧基离子注入对多壁碳纳米管生物相容性的影响。其中,羧基离子注入的剂量分别为3×1014和1×1015个/cm2。此后,利用透射电镜(TEM),扫描电镜(SEM),傅立叶红外光谱仪(FT-IR)和X射线光电子能谱仪(XPS)对原始多壁碳纳米管(MWCNTs)和两种羧基离子注入的多壁碳纳米管(COOH/MWCNTs)进行表征。表征结果表明,原始多壁碳纳米管和两种羧基离子注入的多壁碳纳米管的管状结构相似,并且羧基离子注入后的多壁碳纳米管表面存在羧基基团。水的接触角实验表明,相对于原始多壁碳纳米管,离子注入显著提高了多壁碳纳米管表面的亲水性。为了研究原始多壁碳纳米管和两种羧基离子注入的多壁碳纳米管的细胞和血液相容性,对它们分别进行了细胞和血液实验。在细胞实验中,两种细胞,小鼠成纤维细胞(L929)和人内皮细胞(EAhy926),被用于测试三种多壁碳纳米管的细胞相容性。通过台盼蓝实验,在不同的培养天数下对粘附和生长在材料表面的细胞进行计数,从而判断不同材料对细胞增殖的影响。同时,利用扫描电镜观察粘附在三种材料表面的细胞形态。细胞实验和扫描电镜(SEM)的结果显示两种离子注入的多壁碳纳米管更加有利于细胞的粘附和增殖,并且其表面的细胞显示出更强的活性。这就说明相对于原始多壁碳纳米管而言,羧基离子注入多壁碳纳米管表现出更好的细胞相容性。在血小板粘附实验中,羧基离子注入多壁碳纳米管的血小板粘附率明显小于原始多壁碳纳米管,并且随着离子注入剂量的增加,碳纳米管的血小板粘附率降低。扫描电镜(SEM)的结果显示,粘附在原始多碳纳米管样品表面血小板的数量和受激活程度要远高于离子注入后的多壁碳纳米管。这些结果表明,离子注入后,存在于多壁碳纳米管表面的羧基基团使得材料表而的抗凝血性能得到了显著改善。溶血实验表明,原始多壁碳纳米管和两种羧基离子注入多壁碳纳米管都表现出非溶血性。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-8
目录  8-10
第一章绪论  10-13
  1.1 引言：碳纳米管概述  10
  1.2 离子注入技术简介  10-11
  1.3 本文研究的内容和意义  11-13
第二章羧基离子注入多壁碳纳米管的制备及表征  13-19
  2.1 羧基离子注入多壁碳纳米管的制备  13-14
  2.2 羧基离子注入多壁碳纳米管的结构和表面形貌测试  14-15
  2.3 傅立叶红外光谱(FT-IR)测试  15-16
  2.4 X射线光电子能谱(XPS)测试  16-17
  2.5 接触角测试  17-19
第三章羧基离子注入多壁碳纳米管细胞相容性的实验方法及结果分析  19-28
  3.1 实验试剂及设备  19-20
  3.2 小鼠成纤维细胞(L929)实验  20-24
    3.2.1 细胞培养  20
    3.2.2 实验步骤  20-21
    3.2.3 实验结果与讨论  21-24
  3.3 人内皮细胞(EAhy926)实验  24-28
    3.3.1 细胞培养  24-25
    3.3.2 实验步骤  25
    3.3.3 实验结果与讨论  25-28
第四章羧基离子注入多壁碳纳米管血液相容性的实验方法及结果分析  28-34
  4.1 实验试剂及设备  28-29
  4.2 血小板粘附实验  29-32
    4.2.1 材料制备  29
    4.2.2 实验步骤  29
    4.2.3 实验结果与讨论  29-32
  4.3 溶血实验  32-34
    4.3.1 材料制备  32
    4.3.2 实验步骤  32-33
    4.3.3 实验结果与讨论  33-34
第五章全文总结  34-36
参考文献  36-40
硕士在读期间发表的论文  40-43
致谢  43-44

羧基离子注入表面改性的多壁碳纳米管的生物相容性研究

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