介孔二氧化硅MCM-41的吸附性能与生物安全性研究

摘要

介孔二氧化硅具有巨大的比表面积、均一可调的孔径以及规则的纳米孔道结构，作为一种新型的多孔材料，已成为国际上跨化学、材料、物理、生物等多学科的研究热点和前沿之一。本文选用了应用较为广泛的介孔二氧化硅材料MCM-41作为研究对象，系统的考察了该材料对有机染料亚甲基蓝(Methyleneblue，简称MB)、牛血清蛋白(Bovine serum albumin，简称BSA)、溶菌酶(Lysozyme，简称LSZ)的吸附性能以及对肺泡巨噬细胞(MH-S)增殖的影响，实验结果对于该材料在环境保护领域以及生物医药领域的应用具有重要的理论依据和指导意义。
　　 (1)对亚甲基蓝(MB)的吸附：
　　 以介孔二氧化硅MCM-41为吸附剂，考察其对有机染料亚甲基蓝(MB)的吸附性能，结果表明，298 K时，该材料对亚甲基蓝的吸附在40 min时达到吸附平衡，饱和吸附量约为32.4mg/g，并且吸附量会随pH和温度的升高而增大，其吸附动力学满足二级动力学方程，吸附等温线符合Langmuir型。
　　 (2)对蛋白的吸附：
　　 选用了BSA和LSZ两种具有代表性、并且价廉易得的蛋白作为研究对象，考察了介孔二氧化硅MCM-41对两种蛋白的吸附特性，结果表明，310 K条件下，在模拟体液(SBF)中，MCM-41对BSA的饱和吸附量约为67.6 mg/g，吸附量随温度的升高而降低；在SBF中，MCM-41对LSZ的饱和吸附量约为78.7 mg/g，且吸附量随温度的升高而升高；其吸附动力学方程均符合二级动力学方程，吸附等温线符合Langmuir和Freundlich型。
　　 (3)对小鼠肺泡巨噬(MH-S)细胞增殖的影响：
　　 通过CCK-8法检测不同染毒时间和剂量条件下，MCM-41对小鼠肺泡巨噬(MH-S)细胞增殖的影响，发现介孔材料MCM-41在较低浓度(3-30μg/ml)时，对MH-S细胞的生长有一定促进作用；而在较高浓度(50-100μg/ml)时，对MH-S细胞的生长表现出一定的抑制作用。
　　 结果说明MCM-41在一定浓度范围内能促进MH-S细胞生长，并反映出良好的细胞相容性，初步表明该材料在生物医药领域具有良好的应用前景。

目录

文摘

英文文摘

学位论文的主要创新点

第一章 绪论

1.1 介孔材料概述

1.1.1 概述

1.1.2 研究历程

1.2 介孔材料分类

1.2.1 硅基介孔材料

1.2.2 非硅基介孔材料

1.3 介孔材料特性

1.4 介孔材料应用

1.4.1 催化领域应用

1.4.2 环境保护领域应用

1.4.3 生物医药领域应用

1.5 介孔二氧化硅MCM-41吸附有机染料的研究

1.5.1 有机染料废水的性质及来源

1.5.2 有机染料废水的危害

1.5.3 有机染料废水的处理方法

1.5.4 吸附法处理有机染料废水

1.6 介孔二氧化硅MCM-41吸附蛋白的研究

1.6.1 介孔材料与蛋白吸附

1.6.2 国内外研究现状

1.7 介孔二氧化硅对细胞的毒性效应研究

1.8 本文研究内容及研究意义

第二章 介孔二氧化硅MCM-41对亚甲基蓝的吸附特性研究

2.1 材料与方法

2.1.1 试剂

2.1.2 仪器

2.I.3 MCM-41吸附亚甲基蓝

2.2 结果与讨论

2.2.1 MCM-41的表征

2.2.2 MCM-41吸附MB的动力学研究

2.2.3 pH对吸附量的影响

2.2.4 吸附剂用量对吸附量的影响

2.2.5 吸附等温线

2.2.6 吸附热力学

2.3 结论

第三章 介孔二氧化硅MCM-41对蛋白的吸附特性研究

3.1 材料与方法

3.1.1 试剂

3.1.2 仪器

3.1.3 MCM-41对BSA的吸附

3.1.4 MCM-41对LSZ的吸附

3.2 结果与讨论

3.2.1 MCM-41对BSA的吸附特性研究

3.2.2 MCM-41对LSZ的吸附特性研究

3.2.3 蛋白种类对MCM-41吸附量的影响

3.3 结论

第四章 介孔二氧化硅MCM-41对MH-S细胞的增殖效应研究

4.1 材料与方法

4.1.1 试剂与细胞

4.1.2 仪器

4.1.3 实验方法

4.1.4 统计分析

4.2 结果与讨论

4.3 结论

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

攻读硕士期间发表论文和参加科研情况

致谢