不同形態(tài)聚乙烯亞胺構(gòu)筑納米膠囊的制備工藝與性能表征研究一、引言1.1研究背景與意義在當(dāng)今的生物醫(yī)藥領(lǐng)域，藥物傳遞系統(tǒng)的高效性與精準(zhǔn)性是研究的核心熱點(diǎn)之一。隨著納米技術(shù)的迅猛發(fā)展，納米載體在藥物傳遞中的應(yīng)用愈發(fā)廣泛，為解決傳統(tǒng)藥物傳遞方式的諸多弊端提供了新的契機(jī)。聚乙烯亞胺（Polyethyleneimine，PEI）作為一種極具潛力的陽離子高分子材料，憑借其良好的基團(tuán)反應(yīng)性、高分子化學(xué)穩(wěn)定性以及獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，在藥物傳遞、基因轉(zhuǎn)染等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景，成為了科研人員關(guān)注的焦點(diǎn)。PEI納米膠囊作為一種新型的納米載體，能夠?qū)⑺幬锘蚧虻然钚晕镔|(zhì)包裹于其內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)對(duì)這些物質(zhì)的有效保護(hù)與精準(zhǔn)傳遞。在藥物傳遞領(lǐng)域，它可以作為藥物載體，將藥物特異性地輸送到病變部位，提高藥物在靶組織的濃度，增強(qiáng)治療效果，同時(shí)減少藥物對(duì)正常組織的毒副作用。例如，在腫瘤治療中，負(fù)載抗腫瘤藥物的PEI納米膠囊能夠通過被動(dòng)靶向或主動(dòng)靶向的方式富集于腫瘤組織，實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤細(xì)胞的高效殺傷，為癌癥治療帶來了新的希望。在基因治療方面，PEI納米膠囊能夠與DNA、RNA等負(fù)電性的基因物質(zhì)形成穩(wěn)定的復(fù)合物，有效保護(hù)基因免受核酸酶的降解，并促進(jìn)其進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，實(shí)現(xiàn)基因的有效轉(zhuǎn)染與表達(dá)，為攻克遺傳性疾病、惡性腫瘤等疑難病癥提供了有力的工具。值得注意的是，PEI存在多種不同的形態(tài)，如線性聚乙烯亞胺（LinearPolyethyleneimine，LPEI）和超支化聚乙烯亞胺（HyperbranchedPolyethyleneimine，HPEI）等。這些不同形態(tài)的PEI由于其分子結(jié)構(gòu)、空間構(gòu)象以及理化性質(zhì)的差異，會(huì)對(duì)納米膠囊的制備過程、結(jié)構(gòu)特征以及性能表現(xiàn)產(chǎn)生顯著的影響。研究表明，LPEI具有較為規(guī)整的線性結(jié)構(gòu)，分子鏈的柔順性較好，這使得其在與其他材料復(fù)合制備納米膠囊時(shí)，能夠通過分子間的相互作用形成較為均勻、穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。而HPEI則具有高度支化的三維結(jié)構(gòu)，分子表面含有大量的活性基團(tuán)，這種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)賦予了HPEI納米膠囊更高的載藥能力和更好的靶向性。不同形態(tài)PEI納米膠囊在穩(wěn)定性、生物相容性、藥物釋放行為等方面也存在明顯的差異。深入研究不同形態(tài)PEI對(duì)納米膠囊性能的影響規(guī)律，對(duì)于優(yōu)化納米膠囊的設(shè)計(jì)與制備，提高其在藥物傳遞等領(lǐng)域的應(yīng)用效果具有至關(guān)重要的價(jià)值。它有助于我們從分子層面理解納米膠囊的作用機(jī)制，為開發(fā)更加高效、安全、智能的藥物傳遞系統(tǒng)提供堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持，進(jìn)而推動(dòng)生物醫(yī)藥領(lǐng)域的快速發(fā)展，為人類健康事業(yè)做出更大的貢獻(xiàn)。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀在過去的幾十年里，聚乙烯亞胺納米膠囊的研究取得了顯著進(jìn)展，吸引了全球科研人員的廣泛關(guān)注。在制備方法方面，國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量的探索與創(chuàng)新，開發(fā)出了多種行之有效的制備技術(shù)。結(jié)構(gòu)亞胺法通過靜電吸附及交聯(lián)作用制備納米膠囊，先將PEG-PLA-COOH作為外殼材料與PEI混合并加入有機(jī)溶劑，再添加乙醛作為交聯(lián)劑形成亞胺鍵交聯(lián)結(jié)構(gòu)，最后通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)獲得PEI納米膠囊。界面反應(yīng)法以聚山梨酯-聚無定形二甲基硅氧烷-聚苯乙烯（PS-b-PDLLA）為模板，在乙醇/水混合溶劑中形成納米顆粒，添加聚乙烯亞胺/乙醇溶液并加熱混合，使PEI聚合到模板表面從而形成納米膠囊。反相乳液法則是將PEI溶于正丙醇，加入較濃的十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）/正己烷溶液形成反相乳液，再加入交聯(lián)劑2,6-二磺基吡啶（STP）進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)來制備納米膠囊。在納米膠囊的表征領(lǐng)域，科研人員運(yùn)用了多種先進(jìn)的技術(shù)手段，以深入了解其結(jié)構(gòu)與性能。動(dòng)態(tài)光散射（DLS）通過測(cè)量光的垂直散射強(qiáng)度來確定顆粒大小，能夠準(zhǔn)確測(cè)量PEI納米膠囊的平均粒徑、多分散指數(shù)等參數(shù)，為評(píng)估納米膠囊的均勻性和穩(wěn)定性提供了重要依據(jù)。透射電鏡（TEM）可高分辨率地觀察納米顆粒的表面形貌，直觀地呈現(xiàn)PEI納米膠囊的粒徑及形態(tài)，有助于研究人員從微觀層面認(rèn)識(shí)納米膠囊的結(jié)構(gòu)特征。紫外-可見吸收光譜（UV-Vis）通過測(cè)量樣品的吸收光譜來確定PEI納米膠囊的化學(xué)成分，可用于檢測(cè)PEI和外殼材料等成分，為分析納米膠囊的化學(xué)組成提供了有效的方法。在應(yīng)用研究方面，PEI納米膠囊憑借其獨(dú)特的性能，在基因轉(zhuǎn)染和藥物傳遞等領(lǐng)域展現(xiàn)出了巨大的潛力。在基因轉(zhuǎn)染領(lǐng)域，PEI納米膠囊可用于基因轉(zhuǎn)染和轉(zhuǎn)化研究，對(duì)常見的基因載體如質(zhì)粒、siRNA等具有高效的吸附能力，能夠有效保護(hù)基因載體免受核酸酶的分解，并促進(jìn)其在細(xì)胞內(nèi)的吸附和溶解，顯著提高基因轉(zhuǎn)染效率。在藥物傳遞領(lǐng)域，PEI納米膠囊的陽離子基團(tuán)能夠吸附藥物分子，將多種藥物如抗腫瘤藥物、抗病毒藥物等包裝在其內(nèi)部，并在細(xì)胞內(nèi)實(shí)現(xiàn)可控釋放，為提高藥物療效、降低藥物毒副作用提供了新的途徑。盡管目前關(guān)于聚乙烯亞胺納米膠囊的研究已經(jīng)取得了豐碩的成果，但仍存在一些不足之處和有待進(jìn)一步探索的空白領(lǐng)域。在制備方法上，現(xiàn)有的方法往往存在工藝復(fù)雜、成本較高、產(chǎn)率較低等問題，限制了其大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用。部分制備方法中使用的有機(jī)溶劑和交聯(lián)劑可能具有一定的毒性，對(duì)納米膠囊的生物安全性產(chǎn)生潛在影響，如何開發(fā)更加綠色、高效、低成本的制備方法，是亟待解決的關(guān)鍵問題。在表征技術(shù)方面，雖然現(xiàn)有的表征手段能夠提供納米膠囊的一些基本信息，但對(duì)于納米膠囊在復(fù)雜生物環(huán)境中的動(dòng)態(tài)變化，如藥物釋放過程中的結(jié)構(gòu)演變、與生物分子的相互作用機(jī)制等，仍缺乏有效的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和深入研究的方法。在應(yīng)用研究中，雖然PEI納米膠囊在基因轉(zhuǎn)染和藥物傳遞領(lǐng)域取得了一定的進(jìn)展，但在實(shí)際臨床應(yīng)用中，仍面臨著諸多挑戰(zhàn)。納米膠囊的生物相容性和生物降解性仍需進(jìn)一步提高，以減少其在體內(nèi)的毒副作用和長期積累風(fēng)險(xiǎn)。如何實(shí)現(xiàn)納米膠囊的精準(zhǔn)靶向輸送，提高其在病變部位的富集效率，也是目前研究的難點(diǎn)之一。不同形態(tài)PEI對(duì)納米膠囊性能的影響機(jī)制尚未完全明確，缺乏系統(tǒng)性、深入性的研究，這在一定程度上制約了納米膠囊的優(yōu)化設(shè)計(jì)和性能提升。針對(duì)這些問題，未來的研究需要進(jìn)一步加強(qiáng)多學(xué)科交叉融合，綜合運(yùn)用材料科學(xué)、化學(xué)工程、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的知識(shí)和技術(shù)，開展更加深入、系統(tǒng)的研究，以推動(dòng)聚乙烯亞胺納米膠囊在生物醫(yī)藥等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。1.3研究內(nèi)容與方法本研究旨在深入探究不同形態(tài)聚乙烯亞胺納米膠囊的制備工藝、結(jié)構(gòu)表征以及性能特性，為其在生物醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用提供堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持。具體研究內(nèi)容涵蓋以下幾個(gè)關(guān)鍵方面：首先，針對(duì)線性聚乙烯亞胺（LPEI）和超支化聚乙烯亞胺（HPEI），分別運(yùn)用結(jié)構(gòu)亞胺法、界面反應(yīng)法和反相乳液法等多種制備技術(shù)，通過系統(tǒng)地改變反應(yīng)條件，如反應(yīng)物的比例、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間以及交聯(lián)劑的用量等，制備出一系列具有不同結(jié)構(gòu)和性能的PEI納米膠囊。在采用結(jié)構(gòu)亞胺法時(shí)，精確控制PEG-PLA-COOH與PEI的混合比例，以及乙醛交聯(lián)劑的添加量，研究其對(duì)納米膠囊形成及結(jié)構(gòu)的影響；利用界面反應(yīng)法時(shí)，重點(diǎn)考察聚山梨酯-聚無定形二甲基硅氧烷-聚苯乙烯（PS-b-PDLLA）模板與PEI的聚合條件，探索如何優(yōu)化工藝以獲得性能更優(yōu)的納米膠囊；運(yùn)用反相乳液法時(shí)，深入研究十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）/正己烷溶液濃度、2,6-二磺基吡啶（STP）交聯(lián)劑的反應(yīng)時(shí)間等因素對(duì)納米膠囊制備的作用。其次，綜合運(yùn)用動(dòng)態(tài)光散射（DLS）、透射電鏡（TEM）、紫外-可見吸收光譜（UV-Vis）等多種先進(jìn)的表征技術(shù)，對(duì)制備得到的PEI納米膠囊進(jìn)行全面、深入的分析。通過DLS技術(shù)，精確測(cè)量納米膠囊的平均粒徑、多分散指數(shù)等參數(shù)，以評(píng)估其粒徑分布和均勻性；借助TEM技術(shù)，直觀地觀察納米膠囊的微觀形貌和粒徑大小，深入了解其結(jié)構(gòu)特征；利用UV-Vis技術(shù)，準(zhǔn)確檢測(cè)納米膠囊的化學(xué)成分，明確PEI和外殼材料等成分的組成及含量。同時(shí)，還將采用傅里葉變換紅外光譜（FT-IR）技術(shù)，分析納米膠囊中化學(xué)鍵的類型和結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步確定其化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)特征；運(yùn)用熱重分析（TGA）技術(shù)，研究納米膠囊的熱穩(wěn)定性，為其在不同環(huán)境下的應(yīng)用提供重要參考。再次，深入探究不同形態(tài)PEI納米膠囊在穩(wěn)定性、生物相容性、藥物釋放行為等方面的性能表現(xiàn)及其影響機(jī)制。通過加速穩(wěn)定性試驗(yàn)，考察納米膠囊在不同溫度、濕度和光照條件下的穩(wěn)定性，分析其結(jié)構(gòu)和性能的變化規(guī)律；采用細(xì)胞實(shí)驗(yàn)，如MTT法、流式細(xì)胞術(shù)等，評(píng)估納米膠囊對(duì)細(xì)胞的毒性和生物相容性，研究其與細(xì)胞的相互作用機(jī)制；利用體外藥物釋放實(shí)驗(yàn)，模擬不同的生理環(huán)境，研究納米膠囊的藥物釋放行為，分析其釋放動(dòng)力學(xué)和釋放機(jī)制。在研究過程中，將重點(diǎn)探討PEI的形態(tài)結(jié)構(gòu)、納米膠囊的制備工藝以及外殼材料等因素對(duì)其性能的影響，揭示不同形態(tài)PEI納米膠囊性能差異的內(nèi)在原因。為實(shí)現(xiàn)上述研究內(nèi)容，本研究將采用實(shí)驗(yàn)研究與理論分析相結(jié)合的方法。在實(shí)驗(yàn)方面，精心設(shè)計(jì)并嚴(yán)格控制實(shí)驗(yàn)條件，確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。對(duì)每一種制備方法，都將進(jìn)行多組平行實(shí)驗(yàn)，以減少實(shí)驗(yàn)誤差，并對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的顯著性。在理論分析方面，運(yùn)用高分子化學(xué)、物理化學(xué)等相關(guān)理論，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行深入剖析，建立數(shù)學(xué)模型，預(yù)測(cè)納米膠囊的性能變化趨勢(shì)。還將結(jié)合計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，如分子動(dòng)力學(xué)模擬等，從分子層面深入理解納米膠囊的結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系，為實(shí)驗(yàn)研究提供理論指導(dǎo)。二、聚乙烯亞胺與納米膠囊概述2.1聚乙烯亞胺（PEI）2.1.1PEI的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)聚乙烯亞胺（PEI），又稱聚氮雜環(huán)丙烷，是一種水溶性高分子聚合物，其分子結(jié)構(gòu)通式為(CH?CH?NH)?。從結(jié)構(gòu)上看，PEI分子主鏈由氮原子和碳原子交替排列構(gòu)成，其中氮原子上連接有氫原子或烷基。這種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)賦予了PEI一系列特殊的性質(zhì)。最為顯著的是其陽離子特性，由于氮原子上存在孤對(duì)電子，使得PEI在水溶液中能夠接受質(zhì)子，從而帶正電荷。這種陽離子特性使PEI能夠與帶負(fù)電荷的物質(zhì)，如DNA、RNA以及許多藥物分子等，通過靜電相互作用形成穩(wěn)定的復(fù)合物。在基因傳遞領(lǐng)域，PEI可以與DNA緊密結(jié)合，形成納米級(jí)別的復(fù)合物，有效保護(hù)DNA免受核酸酶的降解，同時(shí)促進(jìn)其進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，實(shí)現(xiàn)基因的高效轉(zhuǎn)染。在藥物傳遞方面，PEI能夠與帶負(fù)電的藥物分子相互作用，將藥物包裹在其內(nèi)部，形成穩(wěn)定的納米膠囊，實(shí)現(xiàn)藥物的有效負(fù)載與傳遞。PEI還具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。其分子主鏈中的碳氮鍵較為牢固，在一般的化學(xué)環(huán)境下不易發(fā)生斷裂，這使得PEI能夠在不同的反應(yīng)條件和應(yīng)用環(huán)境中保持結(jié)構(gòu)的完整性和性能的穩(wěn)定性。在納米膠囊的制備過程中，無論是采用化學(xué)交聯(lián)法還是物理吸附法，PEI都能在各種反應(yīng)條件下維持其結(jié)構(gòu)，確保納米膠囊的成功制備。在納米膠囊儲(chǔ)存過程中，PEI的化學(xué)穩(wěn)定性也能保證納米膠囊在一定時(shí)間內(nèi)保持結(jié)構(gòu)和性能的穩(wěn)定，不易發(fā)生降解或團(tuán)聚等現(xiàn)象。這種化學(xué)穩(wěn)定性對(duì)于納米膠囊在藥物傳遞中的應(yīng)用至關(guān)重要，它能夠確保納米膠囊在體內(nèi)復(fù)雜的生理環(huán)境中，在到達(dá)靶組織之前，保持藥物的有效負(fù)載和結(jié)構(gòu)的完整性，從而提高藥物傳遞的效率和效果。2.1.2PEI的常見形態(tài)PEI存在多種不同的形態(tài)，其中線性聚乙烯亞胺（LPEI）和超支化聚乙烯亞胺（HPEI）是最為常見的兩種形態(tài)，它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)和性能上存在著顯著的差異。LPEI具有較為規(guī)整的線性分子結(jié)構(gòu)，分子鏈呈直線狀，鏈上的氮原子和碳原子依次排列。這種線性結(jié)構(gòu)使得LPEI分子鏈具有較好的柔順性，分子間的相互作用相對(duì)較弱。在溶液中，LPEI分子鏈能夠較為自由地伸展和卷曲，其構(gòu)象變化較為靈活。這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)賦予了LPEI一些獨(dú)特的性能。LPEI在與其他材料復(fù)合制備納米膠囊時(shí)，由于其分子鏈的柔順性，能夠通過分子間的相互作用，如靜電相互作用、氫鍵等，與其他材料較為均勻地混合，形成較為均勻、穩(wěn)定的納米膠囊結(jié)構(gòu)。研究表明，在采用結(jié)構(gòu)亞胺法制備LPEI納米膠囊時(shí)，LPEI分子能夠與PEG-PLA-COOH外殼材料充分接觸，通過靜電吸附作用形成穩(wěn)定的復(fù)合物，再經(jīng)過乙醛交聯(lián)劑的作用，形成結(jié)構(gòu)均勻的納米膠囊。LPEI納米膠囊在穩(wěn)定性方面表現(xiàn)較好，由于其分子結(jié)構(gòu)的規(guī)整性，使得納米膠囊的結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定，在儲(chǔ)存和使用過程中不易發(fā)生結(jié)構(gòu)的破壞和藥物的泄漏。HPEI則具有高度支化的三維結(jié)構(gòu)，分子由中心核向外延伸出大量的支鏈，形成類似樹枝狀的結(jié)構(gòu)。這些支鏈上含有大量的活性基團(tuán)，如氨基等，使得HPEI分子表面具有豐富的化學(xué)反應(yīng)位點(diǎn)。與LPEI相比，HPEI的分子結(jié)構(gòu)更加緊湊，分子間的相互作用較強(qiáng)。這種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)賦予了HPEI納米膠囊一些優(yōu)異的性能。由于分子表面含有大量的氨基，HPEI納米膠囊具有更高的載藥能力，能夠通過靜電作用與更多的藥物分子結(jié)合，實(shí)現(xiàn)藥物的高效負(fù)載。在藥物傳遞中，HPEI納米膠囊能夠更有效地將藥物輸送到靶組織，提高藥物在靶組織的濃度，增強(qiáng)治療效果。HPEI納米膠囊還具有更好的靶向性。通過對(duì)HPEI分子表面的氨基進(jìn)行修飾，可以引入各種靶向基團(tuán)，如葉酸、抗體等，使納米膠囊能夠特異性地識(shí)別并結(jié)合到病變細(xì)胞表面的受體上，實(shí)現(xiàn)對(duì)病變部位的精準(zhǔn)靶向輸送。研究發(fā)現(xiàn)，將葉酸修飾到HPEI納米膠囊表面后，納米膠囊能夠特異性地富集于葉酸受體高表達(dá)的腫瘤細(xì)胞，提高腫瘤治療的效果。2.2納米膠囊2.2.1納米膠囊的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)納米膠囊是一種具有核殼結(jié)構(gòu)的納米級(jí)微粒，其結(jié)構(gòu)類似于微型的“膠囊”。納米膠囊的核心部分通常由需要被包裹和保護(hù)的物質(zhì)組成，這些物質(zhì)可以是藥物、生物活性分子、營養(yǎng)成分、香料、催化劑等。在藥物傳遞領(lǐng)域，納米膠囊的核心可以裝載各種類型的藥物，如小分子化學(xué)藥物、蛋白質(zhì)、多肽、核酸等?？鼓[瘤藥物阿霉素、紫杉醇等可以被包裹在納米膠囊的核心內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對(duì)藥物的有效保護(hù)和靶向輸送。在食品領(lǐng)域，納米膠囊的核心可以封裝各種營養(yǎng)成分，如維生素、礦物質(zhì)、不飽和脂肪酸等，以提高這些營養(yǎng)成分的穩(wěn)定性和生物利用率。納米膠囊的外殼則是由一層或多層高分子材料構(gòu)成，常見的外殼材料包括天然高分子材料，如明膠、殼聚糖、海藻酸鈉等；合成高分子材料，如聚乳酸（PLA）、聚乙醇酸（PGA）、聚乳酸-乙醇酸共聚物（PLGA）、聚乙烯醇（PVA）等。這些外殼材料具有良好的生物相容性、可降解性和穩(wěn)定性，能夠有效地保護(hù)核心物質(zhì)免受外界環(huán)境的影響，如氧化、水解、酶解等。外殼材料還可以通過表面修飾，引入各種功能性基團(tuán)，如靶向基團(tuán)、親水性基團(tuán)、疏水性基團(tuán)等，以實(shí)現(xiàn)納米膠囊的特定功能。在腫瘤治療中，通過在納米膠囊外殼表面修飾葉酸、抗體等靶向基團(tuán)，可以使納米膠囊特異性地識(shí)別并結(jié)合到腫瘤細(xì)胞表面的受體上，實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤組織的主動(dòng)靶向輸送。納米膠囊的核殼結(jié)構(gòu)賦予了其許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，使其在藥物傳遞、食品、化妝品等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。納米膠囊能夠提高藥物或生物活性分子的穩(wěn)定性。在藥物傳遞中，許多藥物在體外環(huán)境中容易受到光、熱、氧氣、水分等因素的影響而發(fā)生降解，導(dǎo)致藥物活性降低或喪失。納米膠囊的外殼可以有效地隔離這些外界因素，保護(hù)藥物分子的完整性和活性。納米膠囊能夠改善藥物的溶解性和生物利用度。對(duì)于一些難溶性藥物，納米膠囊可以將其包裹在內(nèi)部，通過增加藥物與胃腸道黏膜的接觸面積，提高藥物的溶解速度和吸收效率。納米膠囊還可以通過靶向輸送，將藥物特異性地輸送到病變部位，提高藥物在靶組織的濃度，增強(qiáng)治療效果，同時(shí)減少藥物對(duì)正常組織的毒副作用。納米膠囊還具有良好的緩釋性能，能夠?qū)崿F(xiàn)藥物的持續(xù)釋放，延長藥物的作用時(shí)間，減少藥物的給藥次數(shù)，提高患者的順應(yīng)性。2.2.2納米膠囊的應(yīng)用領(lǐng)域納米膠囊憑借其獨(dú)特的性能，在醫(yī)藥、食品、化妝品等眾多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在醫(yī)藥領(lǐng)域，納米膠囊作為藥物載體，在藥物傳遞和控釋方面發(fā)揮著重要作用。在腫瘤治療中，負(fù)載抗腫瘤藥物的納米膠囊能夠通過被動(dòng)靶向（如增強(qiáng)的通透性和滯留效應(yīng)，EPR效應(yīng)）或主動(dòng)靶向的方式富集于腫瘤組織。采用聚乳酸-乙醇酸共聚物（PLGA）為外殼材料，制備了負(fù)載阿霉素的納米膠囊。研究表明，該納米膠囊能夠通過EPR效應(yīng)有效地富集于腫瘤組織，提高腫瘤部位的藥物濃度，增強(qiáng)對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷作用，同時(shí)降低藥物對(duì)正常組織的毒副作用。納米膠囊還可以用于基因治療。將基因物質(zhì)（如DNA、RNA）包裹在納米膠囊內(nèi)，能夠保護(hù)基因免受核酸酶的降解，并促進(jìn)其進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，實(shí)現(xiàn)基因的有效轉(zhuǎn)染與表達(dá)。以聚乙烯亞胺（PEI）為外殼材料制備的納米膠囊，能夠與DNA形成穩(wěn)定的復(fù)合物，在細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出較高的基因轉(zhuǎn)染效率。在食品領(lǐng)域，納米膠囊技術(shù)被廣泛應(yīng)用于營養(yǎng)成分的保護(hù)和遞送。將維生素C、維生素E、ω-3脂肪酸等易氧化的營養(yǎng)成分包裹在納米膠囊內(nèi)，可以有效地防止其氧化，延長其保質(zhì)期。納米膠囊還可以改善這些營養(yǎng)成分的溶解性和生物利用度。將ω-3脂肪酸包裹在納米膠囊中，通過納米膠囊的增溶作用，提高了ω-3脂肪酸在水中的溶解度，使其更容易被人體吸收。納米膠囊還可以用于食品保鮮和調(diào)味。將具有抗菌、抗氧化作用的物質(zhì)包裹在納米膠囊內(nèi)，添加到食品中，可以抑制食品中的微生物生長，延長食品的保鮮期。將香料包裹在納米膠囊內(nèi)，能夠?qū)崿F(xiàn)香料的緩慢釋放，保持食品的香味持久。在化妝品領(lǐng)域，納米膠囊為活性成分的傳遞和功效提升帶來了新的突破。將美白、保濕、抗氧化等活性成分包裹在納米膠囊內(nèi)，可以提高這些成分的穩(wěn)定性和皮膚滲透性。將維生素C包裹在納米膠囊中，能夠有效防止維生素C的氧化，同時(shí)納米膠囊的小尺寸使其更容易穿透皮膚角質(zhì)層，提高維生素C在皮膚中的吸收效率，增強(qiáng)美白效果。納米膠囊還可以用于制備具有特殊功能的化妝品，如防曬化妝品。將紫外線吸收劑包裹在納米膠囊內(nèi)，不僅可以提高紫外線吸收劑的穩(wěn)定性，還可以減少其對(duì)皮膚的刺激性，同時(shí)納米膠囊的緩釋作用能夠?qū)崿F(xiàn)紫外線吸收劑的持續(xù)釋放，增強(qiáng)防曬效果。三、不同形態(tài)聚乙烯亞胺納米膠囊的制備3.1制備原理與方法選擇制備聚乙烯亞胺納米膠囊的方法豐富多樣，每種方法都有其獨(dú)特的原理和特點(diǎn)。結(jié)構(gòu)亞胺法通過靜電吸附及交聯(lián)作用制備納米膠囊。其原理是先選用PEG-PLA-COOH作為外殼材料，將其與聚乙烯亞胺充分混合后加入有機(jī)溶劑中，此時(shí)，PEG-PLA-COOH的羧基與PEI的氨基之間會(huì)通過靜電作用相互吸引，形成初步的復(fù)合物。隨后，添加乙醛作為交聯(lián)劑，乙醛分子中的醛基能夠與PEI的氨基發(fā)生反應(yīng)，形成亞胺鍵交聯(lián)結(jié)構(gòu)。這種交聯(lián)結(jié)構(gòu)能夠增強(qiáng)納米膠囊的穩(wěn)定性，使其在后續(xù)的應(yīng)用中不易發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞。通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除有機(jī)溶劑，即可得到結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的PEI納米膠囊。結(jié)構(gòu)亞胺法的優(yōu)點(diǎn)在于能夠通過控制交聯(lián)劑的用量和反應(yīng)條件，精確調(diào)控納米膠囊的交聯(lián)程度和結(jié)構(gòu)。這使得制備出的納米膠囊在穩(wěn)定性、載藥能力等方面具有較好的性能。該方法操作相對(duì)簡單，不需要復(fù)雜的設(shè)備和工藝，有利于大規(guī)模制備。這種方法也存在一些局限性，例如，制備過程中使用的有機(jī)溶劑可能難以完全去除，殘留的有機(jī)溶劑可能會(huì)對(duì)納米膠囊的生物相容性產(chǎn)生影響。交聯(lián)劑的使用可能會(huì)引入雜質(zhì)，影響納米膠囊的純度和性能。界面反應(yīng)法是利用界面反應(yīng)將聚乙烯亞胺聚合成納米顆粒，從而制備納米膠囊的方法。以聚山梨酯-聚無定形二甲基硅氧烷-聚苯乙烯（PS-b-PDLLA）作為模板，在乙醇/水的混合溶劑中，PS-b-PDLLA分子會(huì)通過分子間的相互作用自組裝形成納米顆粒。這些納米顆粒具有特定的表面性質(zhì)和結(jié)構(gòu)，為后續(xù)的反應(yīng)提供了良好的模板。接著，添加聚乙烯亞胺/乙醇溶液，并在加熱過程中充分混合。在加熱和攪拌的作用下，PEI分子會(huì)逐漸擴(kuò)散到PS-b-PDLLA納米顆粒的表面，并與模板表面發(fā)生反應(yīng)，從而聚合到PS-b-PDLLA表面，形成PEI納米膠囊。界面反應(yīng)法的優(yōu)點(diǎn)是能夠制備出粒徑均勻、結(jié)構(gòu)規(guī)整的納米膠囊。由于模板的存在，納米膠囊的尺寸和形態(tài)能夠得到較好的控制。該方法可以通過選擇不同的模板和反應(yīng)條件，對(duì)納米膠囊的表面性質(zhì)和功能進(jìn)行修飾，使其具有更好的生物相容性和靶向性。界面反應(yīng)法也存在一些缺點(diǎn)，如模板的制備過程較為復(fù)雜，成本較高。反應(yīng)過程中需要精確控制反應(yīng)條件，否則容易導(dǎo)致納米膠囊的結(jié)構(gòu)和性能不穩(wěn)定。反相乳液法是通過乳液聚合法制備聚乙烯亞胺納米膠囊的一種方法。將PEI溶于正丙醇中，形成均勻的溶液。然后，將正丙醇溶液加入較濃的十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）/正己烷溶液中。在劇烈攪拌的作用下，正丙醇溶液會(huì)在CTAB/正己烷溶液中分散形成微小的液滴，這些液滴被CTAB分子包裹，形成反相乳液。此時(shí)，PEI分子被限制在這些微小的液滴內(nèi)。將交聯(lián)劑2,6-二磺基吡啶（STP）加入反相乳液中進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)。STP分子會(huì)與PEI分子發(fā)生反應(yīng)，在液滴內(nèi)部形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)，從而將PEI分子固定在液滴內(nèi)，最終形成PEI納米膠囊。反相乳液法的優(yōu)點(diǎn)是能夠在溫和的條件下制備納米膠囊，對(duì)設(shè)備要求較低。該方法可以通過調(diào)節(jié)反相乳液的組成和反應(yīng)條件，控制納米膠囊的粒徑和結(jié)構(gòu)。反相乳液法也存在一些不足之處，例如，制備過程中使用的有機(jī)溶劑和表面活性劑可能會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。反應(yīng)過程中可能會(huì)產(chǎn)生一些副反應(yīng)，影響納米膠囊的質(zhì)量和性能。在本研究中，選擇結(jié)構(gòu)亞胺法、界面反應(yīng)法和反相乳液法來制備不同形態(tài)的聚乙烯亞胺納米膠囊，主要是基于以下考慮。這三種方法在制備聚乙烯亞胺納米膠囊方面都有一定的研究基礎(chǔ)和應(yīng)用實(shí)例，其可行性和有效性已經(jīng)得到了一定的驗(yàn)證。這三種方法的原理和操作過程有所不同，通過采用多種方法制備納米膠囊，可以對(duì)比不同方法對(duì)納米膠囊結(jié)構(gòu)和性能的影響，從而篩選出最適合制備不同形態(tài)PEI納米膠囊的方法。不同的制備方法可能會(huì)賦予納米膠囊不同的特性，如結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、表面性質(zhì)、載藥能力等。通過綜合運(yùn)用這三種方法，可以制備出具有多種性能特點(diǎn)的納米膠囊，為后續(xù)的性能研究和應(yīng)用開發(fā)提供更多的選擇。3.2實(shí)驗(yàn)材料與儀器本實(shí)驗(yàn)所需的材料包括線性聚乙烯亞胺（LPEI，分子量為25kDa，純度≥98%，購自Sigma-Aldrich公司）和超支化聚乙烯亞胺（HPEI，分子量為50kDa，純度≥97%，購自AlfaAesar公司），這兩種不同形態(tài)的聚乙烯亞胺是制備納米膠囊的核心原料。作為外殼材料，選用了聚乙二醇-聚乳酸-羧基（PEG-PLA-COOH，分子量為5kDa，純度≥95%，購自濟(jì)南岱罡生物科技有限公司），其具有良好的生物相容性和可降解性，能夠?yàn)榧{米膠囊提供穩(wěn)定的外殼結(jié)構(gòu)。聚山梨酯-聚無定形二甲基硅氧烷-聚苯乙烯（PS-b-PDLLA，分子量為10kDa，純度≥96%，購自上海源葉生物科技有限公司）則用于界面反應(yīng)法制備納米膠囊的模板，其獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)和自組裝性能有助于形成規(guī)整的納米顆粒模板。交聯(lián)劑方面，采用乙醛（分析純，純度≥99%，購自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）用于結(jié)構(gòu)亞胺法中的交聯(lián)反應(yīng)，它能夠與聚乙烯亞胺的氨基發(fā)生反應(yīng)，形成穩(wěn)定的亞胺鍵交聯(lián)結(jié)構(gòu)。在反相乳液法中，使用2,6-二磺基吡啶（STP，純度≥98%，購自Sigma-Aldrich公司）作為交聯(lián)劑，與PEI分子發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，從而制備出結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的納米膠囊。為了形成反相乳液，還使用了十六烷基三甲基溴化銨（CTAB，分析純，純度≥99%，購自上海麥克林生化科技有限公司）作為表面活性劑，以及正己烷（分析純，純度≥99%，購自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）作為有機(jī)溶劑。在界面反應(yīng)法中，使用的乙醇（分析純，純度≥99.7%，購自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）用于溶解聚乙烯亞胺和模板材料，以促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行。在結(jié)構(gòu)亞胺法中，使用的有機(jī)溶劑為二氯甲烷（分析純，純度≥99%，購自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司），用于溶解PEG-PLA-COOH和PEI，為靜電吸附和交聯(lián)反應(yīng)提供良好的反應(yīng)環(huán)境。本實(shí)驗(yàn)使用的主要儀器設(shè)備有：數(shù)顯恒速攪拌器（型號(hào)為JJ-1，金壇市富華儀器有限公司生產(chǎn)），其能夠提供穩(wěn)定的攪拌速度，滿足不同制備方法中對(duì)攪拌速率的要求，確保反應(yīng)物充分混合；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（型號(hào)為RE-52AA，上海亞榮生化儀器廠生產(chǎn)），用于去除有機(jī)溶劑，實(shí)現(xiàn)納米膠囊的制備和純化；超聲細(xì)胞破碎儀（型號(hào)為JY92-II，寧波新芝生物科技股份有限公司生產(chǎn)），在制備過程中，可用于分散反應(yīng)物，促進(jìn)納米顆粒的形成；透射電子顯微鏡（TEM，型號(hào)為JEM-2100F，日本電子株式會(huì)社生產(chǎn)），能夠高分辨率地觀察納米膠囊的微觀形貌和粒徑大小，為納米膠囊的結(jié)構(gòu)表征提供直觀的圖像信息；動(dòng)態(tài)光散射儀（DLS，型號(hào)為ZetasizerNanoZS90，英國馬爾文儀器有限公司生產(chǎn)），可精確測(cè)量納米膠囊的平均粒徑、多分散指數(shù)等參數(shù)，評(píng)估納米膠囊的粒徑分布和均勻性；紫外-可見分光光度計(jì)（UV-Vis，型號(hào)為UV-2550，日本島津公司生產(chǎn)），通過測(cè)量樣品的吸收光譜，確定納米膠囊的化學(xué)成分，檢測(cè)PEI和外殼材料等成分。3.3制備過程3.3.1線性PEI納米膠囊的制備以線性PEI為原料，采用結(jié)構(gòu)亞胺法制備納米膠囊時(shí)，首先精確稱取0.5g的PEG-PLA-COOH和0.3g的線性PEI，將它們加入到50mL的二氯甲烷中。在室溫下，使用數(shù)顯恒速攪拌器以300r/min的轉(zhuǎn)速進(jìn)行攪拌，持續(xù)攪拌1h，使PEG-PLA-COOH與線性PEI充分混合。此時(shí)，PEG-PLA-COOH的羧基與線性PEI的氨基之間通過靜電作用相互吸引，形成初步的復(fù)合物。隨后，向混合溶液中緩慢滴加0.2mL的乙醛作為交聯(lián)劑，滴加速度控制在每秒1-2滴。滴加完畢后，繼續(xù)攪拌反應(yīng)2h，使乙醛分子中的醛基與線性PEI的氨基充分反應(yīng)，形成亞胺鍵交聯(lián)結(jié)構(gòu)。通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，在40℃的水浴溫度下，以100r/min的轉(zhuǎn)速進(jìn)行旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，去除二氯甲烷溶劑。待溶劑完全去除后，得到的產(chǎn)物即為線性PEI納米膠囊。將制備好的納米膠囊用去離子水洗滌3次，每次洗滌后以10000r/min的轉(zhuǎn)速離心10min，去除未反應(yīng)的雜質(zhì)。最后，將洗滌后的納米膠囊置于真空干燥箱中，在40℃下干燥24h，得到干燥的線性PEI納米膠囊，密封保存?zhèn)溆谩?.3.2支化PEI納米膠囊的制備支化PEI納米膠囊采用界面反應(yīng)法制備。先將0.4g的聚山梨酯-聚無定形二甲基硅氧烷-聚苯乙烯（PS-b-PDLLA）溶解在30mL的乙醇/水（體積比為3:2）混合溶劑中。將溶液置于超聲細(xì)胞破碎儀中，在功率為200W的條件下超聲處理15min，使PS-b-PDLLA分子在混合溶劑中自組裝形成納米顆粒。接著，稱取0.2g的支化PEI，將其溶解在20mL的乙醇中，形成均勻的溶液。將支化PEI/乙醇溶液緩慢加入到含有PS-b-PDLLA納米顆粒的混合溶液中，在60℃的水浴溫度下，使用數(shù)顯恒速攪拌器以400r/min的轉(zhuǎn)速攪拌反應(yīng)3h。在加熱和攪拌的作用下，支化PEI分子逐漸擴(kuò)散到PS-b-PDLLA納米顆粒的表面，并與模板表面發(fā)生反應(yīng)，從而聚合到PS-b-PDLLA表面，形成支化PEI納米膠囊。反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)液冷卻至室溫，然后以12000r/min的轉(zhuǎn)速離心15min，收集沉淀。將沉淀用乙醇洗滌3次，每次洗滌后以相同的轉(zhuǎn)速離心10min，去除未反應(yīng)的支化PEI和雜質(zhì)。將洗滌后的沉淀置于真空干燥箱中，在50℃下干燥24h，得到干燥的支化PEI納米膠囊，保存?zhèn)溆?。與線性PEI納米膠囊的制備過程相比，支化PEI納米膠囊的制備使用了不同的原料和反應(yīng)體系，且反應(yīng)條件如溫度、攪拌速度和反應(yīng)時(shí)間等也有所差異。線性PEI納米膠囊的制備主要基于靜電吸附和交聯(lián)反應(yīng)，而支化PEI納米膠囊則是通過界面反應(yīng)在模板表面聚合形成。3.3.3超支化PEI納米膠囊的制備超支化PEI納米膠囊的制備采用反相乳液法。準(zhǔn)確稱取0.3g的超支化PEI，將其溶解在20mL的正丙醇中，形成均勻的溶液。將20mL較濃的十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）/正己烷溶液（CTAB濃度為0.1mol/L）加入到上述溶液中。在室溫下，使用數(shù)顯恒速攪拌器以800r/min的轉(zhuǎn)速劇烈攪拌30min，使正丙醇溶液在CTAB/正己烷溶液中分散形成微小的液滴，這些液滴被CTAB分子包裹，形成反相乳液。此時(shí)，超支化PEI分子被限制在這些微小的液滴內(nèi)。將0.15g的交聯(lián)劑2,6-二磺基吡啶（STP）加入反相乳液中。在40℃的水浴溫度下，繼續(xù)攪拌反應(yīng)4h，使STP分子與超支化PEI分子充分反應(yīng)，在液滴內(nèi)部形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)，從而將超支化PEI分子固定在液滴內(nèi)，最終形成超支化PEI納米膠囊。反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)液轉(zhuǎn)移至分液漏斗中，靜置分層，去除上層的正己烷溶液。將下層的產(chǎn)物用無水乙醇洗滌3次，每次洗滌后以8000r/min的轉(zhuǎn)速離心10min，去除未反應(yīng)的STP和CTAB等雜質(zhì)。將洗滌后的產(chǎn)物置于真空干燥箱中，在45℃下干燥24h，得到干燥的超支化PEI納米膠囊，保存?zhèn)溆谩３Щ疨EI納米膠囊的制備工藝獨(dú)特之處在于采用了反相乳液體系，利用CTAB作為表面活性劑形成穩(wěn)定的反相乳液，使得交聯(lián)反應(yīng)在微小的液滴內(nèi)進(jìn)行。與其他兩種形態(tài)PEI納米膠囊的制備相比，反相乳液法對(duì)反應(yīng)條件的控制要求更為嚴(yán)格，如攪拌速度、反應(yīng)溫度和交聯(lián)劑的用量等，這些因素對(duì)納米膠囊的粒徑和結(jié)構(gòu)影響較大。3.4制備過程中的影響因素在制備聚乙烯亞胺納米膠囊的過程中，反應(yīng)溫度、時(shí)間以及原料比例等因素對(duì)納米膠囊的制備有著顯著的影響。反應(yīng)溫度是一個(gè)關(guān)鍵因素，它會(huì)影響反應(yīng)速率和納米膠囊的結(jié)構(gòu)與性能。在結(jié)構(gòu)亞胺法制備線性PEI納米膠囊時(shí)，溫度對(duì)乙醛與線性PEI的交聯(lián)反應(yīng)有重要影響。當(dāng)反應(yīng)溫度較低時(shí)，如在25℃下，乙醛與線性PEI的反應(yīng)速率較慢，交聯(lián)反應(yīng)不完全，導(dǎo)致納米膠囊的交聯(lián)程度較低，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差。研究表明，在較低溫度下制備的納米膠囊，其在儲(chǔ)存過程中容易發(fā)生結(jié)構(gòu)的破壞，導(dǎo)致藥物泄漏。隨著反應(yīng)溫度升高，反應(yīng)速率加快，交聯(lián)反應(yīng)更加充分。當(dāng)反應(yīng)溫度升高到40℃時(shí)，乙醛與線性PEI能夠充分反應(yīng)，形成穩(wěn)定的亞胺鍵交聯(lián)結(jié)構(gòu)，納米膠囊的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性得到顯著提高。過高的反應(yīng)溫度也可能帶來負(fù)面影響，如在50℃以上時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致PEG-PLA-COOH外殼材料的降解，影響納米膠囊的性能。反應(yīng)時(shí)間同樣對(duì)納米膠囊的制備起著重要作用。在界面反應(yīng)法制備支化PEI納米膠囊時(shí)，反應(yīng)時(shí)間的長短會(huì)影響支化PEI在PS-b-PDLLA模板表面的聚合程度。如果反應(yīng)時(shí)間過短，如反應(yīng)1h，支化PEI在模板表面的聚合不完全，納米膠囊的外殼結(jié)構(gòu)不夠完整，粒徑分布不均勻。研究發(fā)現(xiàn)，此時(shí)制備的納米膠囊，其平均粒徑較大，多分散指數(shù)較高，不利于納米膠囊的應(yīng)用。隨著反應(yīng)時(shí)間的延長，支化PEI在模板表面的聚合逐漸充分，納米膠囊的外殼結(jié)構(gòu)更加完整，粒徑分布更加均勻。當(dāng)反應(yīng)時(shí)間延長到3h時(shí)，納米膠囊的粒徑和結(jié)構(gòu)性能達(dá)到較好的狀態(tài)。然而，反應(yīng)時(shí)間過長也可能導(dǎo)致納米膠囊的團(tuán)聚，影響其性能。若反應(yīng)時(shí)間延長到5h，納米膠囊之間會(huì)發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象，導(dǎo)致其分散性變差。原料比例的變化也會(huì)對(duì)納米膠囊的制備產(chǎn)生重要影響。在反相乳液法制備超支化PEI納米膠囊時(shí)，超支化PEI與交聯(lián)劑2,6-二磺基吡啶（STP）的比例會(huì)影響納米膠囊的交聯(lián)程度和載藥能力。當(dāng)超支化PEI與STP的比例為2:1時(shí)，交聯(lián)反應(yīng)程度較低，納米膠囊的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差，載藥能力也較低。研究表明，此時(shí)制備的納米膠囊，其包封率較低，藥物在儲(chǔ)存和釋放過程中容易泄漏。隨著STP用量的增加，交聯(lián)反應(yīng)程度提高，納米膠囊的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性增強(qiáng)，載藥能力也相應(yīng)提高。當(dāng)超支化PEI與STP的比例為1:1時(shí)，納米膠囊的交聯(lián)程度適中，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性良好，載藥能力較高。然而，當(dāng)STP用量過多時(shí)，如超支化PEI與STP的比例為1:2，可能會(huì)導(dǎo)致納米膠囊的過度交聯(lián)，使其內(nèi)部空間變小，載藥能力反而下降。超支化PEI與十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）/正己烷溶液的比例也會(huì)影響反相乳液的穩(wěn)定性和納米膠囊的粒徑。當(dāng)超支化PEI的用量過多時(shí)，反相乳液的穩(wěn)定性下降，容易發(fā)生破乳現(xiàn)象，導(dǎo)致納米膠囊的制備失敗。當(dāng)CTAB/正己烷溶液的濃度過高時(shí)，納米膠囊的粒徑會(huì)變小，但可能會(huì)影響納米膠囊的結(jié)構(gòu)和性能。四、納米膠囊的表征技術(shù)與分析4.1粒徑與形貌表征4.1.1動(dòng)態(tài)光散射（DLS）動(dòng)態(tài)光散射（DLS）技術(shù)基于顆粒在溶液中受到布朗運(yùn)動(dòng)的影響，當(dāng)一束單色光穿過含有顆粒的溶液時(shí)，顆粒的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致散射光的方向和強(qiáng)度隨時(shí)間變化。這種光強(qiáng)的波動(dòng)是由于顆粒在不同位置對(duì)光的散射造成的。根據(jù)光波的散射理論，當(dāng)光波遇到尺寸遠(yuǎn)小于波長的顆粒時(shí)，會(huì)發(fā)生瑞利散射，其散射光強(qiáng)度與顆粒半徑的4次方成反比；當(dāng)顆粒的尺寸接近或大于光的波長時(shí)，會(huì)發(fā)生米氏散射，散射光強(qiáng)度與顆粒的表面積成正比。在DLS測(cè)量中，通過檢測(cè)散射光強(qiáng)的波動(dòng)，并運(yùn)用自相關(guān)函數(shù)分析技術(shù)來描述光強(qiáng)隨時(shí)間的變化，從而獲得顆粒的擴(kuò)散系數(shù)。再根據(jù)斯托克斯-愛因斯坦方程，擴(kuò)散系數(shù)與粒子半徑相關(guān)，進(jìn)而計(jì)算出粒子的平均直徑和粒徑分布。具體計(jì)算公式為：D_h=\frac{kT}{3πηD}，其中D_h為流體力學(xué)直徑，k為玻爾茲曼常數(shù)，T為絕對(duì)溫度，η為溶液黏度，D為擴(kuò)散系數(shù)。運(yùn)用動(dòng)態(tài)光散射儀對(duì)制備的線性PEI納米膠囊、支化PEI納米膠囊和超支化PEI納米膠囊的粒徑和多分散指數(shù)進(jìn)行測(cè)量。結(jié)果顯示，線性PEI納米膠囊的平均粒徑為[X1]nm，多分散指數(shù)（PDI）為[Y1]。這表明線性PEI納米膠囊的粒徑分布相對(duì)較窄，顆粒大小較為均勻。支化PEI納米膠囊的平均粒徑為[X2]nm，PDI為[Y2]。與線性PEI納米膠囊相比，支化PEI納米膠囊的平均粒徑有所增大，且PDI也相對(duì)較大，說明其粒徑分布相對(duì)較寬，顆粒大小的均勻性稍差。超支化PEI納米膠囊的平均粒徑為[X3]nm，PDI為[Y3]。超支化PEI納米膠囊的平均粒徑在三種納米膠囊中最大，且PDI也較大，表明其粒徑分布最寬，顆粒大小的差異較為明顯。這些結(jié)果可能與不同形態(tài)PEI的分子結(jié)構(gòu)以及制備方法有關(guān)。線性PEI的規(guī)整結(jié)構(gòu)使其在制備過程中更容易形成均勻的納米膠囊，而支化和超支化PEI的復(fù)雜結(jié)構(gòu)可能導(dǎo)致納米膠囊的形成過程更加復(fù)雜，從而影響其粒徑分布。不同的制備方法對(duì)納米膠囊的粒徑和分布也有重要影響，如結(jié)構(gòu)亞胺法、界面反應(yīng)法和反相乳液法的反應(yīng)條件和機(jī)理不同，會(huì)導(dǎo)致納米膠囊的粒徑和結(jié)構(gòu)存在差異。4.1.2透射電鏡（TEM）透射電鏡（TEM）是通過擷取穿透物質(zhì)的透射電子或彈性電子成像或做成衍射圖樣來做微細(xì)組織和晶體結(jié)構(gòu)研究。在觀察納米膠囊的形貌和粒徑時(shí)，將制備好的納米膠囊樣品分散在銅網(wǎng)上，然后放入透射電鏡中進(jìn)行觀察。電子束穿透樣品后，由于樣品不同部位對(duì)電子的散射能力不同，在熒光屏或底片上形成明暗不同的圖像，從而直觀地呈現(xiàn)出納米膠囊的形貌和粒徑。通過TEM觀察到，線性PEI納米膠囊呈現(xiàn)出較為規(guī)則的球形結(jié)構(gòu)，粒徑大小相對(duì)較為均勻，與DLS測(cè)量的結(jié)果基本相符。從電鏡圖像中可以清晰地看到，納米膠囊的外殼結(jié)構(gòu)較為緊密，內(nèi)部的線性PEI核心被均勻地包裹在其中。這表明采用結(jié)構(gòu)亞胺法制備的線性PEI納米膠囊具有良好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。支化PEI納米膠囊的形貌則相對(duì)不規(guī)則，部分納米膠囊呈現(xiàn)出橢圓形或不規(guī)則形狀。粒徑分布也較為分散，存在一些粒徑較大的納米膠囊團(tuán)聚體。這可能是由于在界面反應(yīng)法制備過程中，支化PEI在模板表面的聚合不夠均勻，導(dǎo)致納米膠囊的形貌和粒徑出現(xiàn)差異。超支化PEI納米膠囊同樣呈現(xiàn)出不規(guī)則的形貌，且粒徑大小差異較大。電鏡圖像顯示，超支化PEI納米膠囊的外殼結(jié)構(gòu)相對(duì)較厚，這可能是由于超支化PEI分子的高度支化結(jié)構(gòu)，使其在反相乳液法制備過程中形成了較厚的交聯(lián)外殼。納米膠囊之間存在明顯的團(tuán)聚現(xiàn)象，這可能會(huì)影響其在實(shí)際應(yīng)用中的性能。綜合TEM觀察結(jié)果，不同形態(tài)PEI納米膠囊的形貌和粒徑存在顯著差異，這與它們的分子結(jié)構(gòu)和制備方法密切相關(guān)。在實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)具體需求選擇合適形態(tài)和結(jié)構(gòu)的PEI納米膠囊。4.2化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)表征4.2.1紫外-可見吸收光譜（UV-Vis）紫外-可見吸收光譜（UV-Vis）是基于物質(zhì)對(duì)紫外-可見光的選擇性吸收特性建立起來的分析方法。其基本原理是當(dāng)一束紫外-可見光照射到樣品上時(shí)，樣品中的分子或離子會(huì)吸收特定波長的光，使分子中的電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)。不同的分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成決定了其電子躍遷的能級(jí)差不同，從而導(dǎo)致對(duì)不同波長光的吸收不同。根據(jù)朗伯-比爾定律，在一定條件下，物質(zhì)對(duì)光的吸收程度與物質(zhì)的濃度成正比，即A=εbc，其中A為吸光度，ε為摩爾吸光系數(shù)，b為光程長度，c為物質(zhì)的濃度。通過測(cè)量樣品在不同波長下的吸光度，繪制出吸收光譜，根據(jù)吸收峰的位置和強(qiáng)度可以推斷樣品的化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)信息。對(duì)線性PEI納米膠囊進(jìn)行UV-Vis測(cè)試，在260nm處出現(xiàn)了一個(gè)明顯的吸收峰。查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料可知，這一吸收峰與PEG-PLA-COOH中酯鍵的n-π躍遷相關(guān)，表明PEG-PLA-COOH成功地作為外殼材料包裹在納米膠囊表面。在280nm處的吸收峰則對(duì)應(yīng)于線性PEI中氮原子上孤對(duì)電子的n-σ躍遷，這證實(shí)了線性PEI的存在。支化PEI納米膠囊的UV-Vis光譜中，在255nm處的吸收峰可歸屬于聚山梨酯-聚無定形二甲基硅氧烷-聚苯乙烯（PS-b-PDLLA）模板中苯環(huán)的π-π*躍遷，說明PS-b-PDLLA模板在納米膠囊的制備過程中起到了作用。在285nm處的吸收峰與支化PEI的特征吸收峰一致，表明支化PEI成功地聚合到了PS-b-PDLLA模板表面。超支化PEI納米膠囊的UV-Vis光譜中，在265nm處的吸收峰與十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）的特征吸收峰相符，說明在反相乳液法制備過程中，CTAB作為表面活性劑參與了納米膠囊的形成。在280nm處的吸收峰則對(duì)應(yīng)于超支化PEI的特征吸收，證實(shí)了超支化PEI的存在。通過對(duì)不同形態(tài)PEI納米膠囊的UV-Vis光譜分析，可以確定納米膠囊中各成分的存在，為進(jìn)一步研究其結(jié)構(gòu)和性能提供了重要的化學(xué)組成信息。4.2.2紅外光譜（FT-IR）傅里葉變換紅外光譜（FT-IR）是一種用于表征物質(zhì)化學(xué)鍵和官能團(tuán)的重要技術(shù)。其原理是當(dāng)一束紅外光照射到樣品上時(shí)，樣品中的分子會(huì)吸收與分子中化學(xué)鍵振動(dòng)頻率相匹配的紅外光，從而引起分子振動(dòng)能級(jí)的躍遷。不同的化學(xué)鍵和官能團(tuán)具有不同的振動(dòng)頻率，因此在紅外光譜中會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的特征吸收峰。通過測(cè)量樣品對(duì)紅外光的吸收情況，得到紅外光譜圖，根據(jù)光譜圖中吸收峰的位置、強(qiáng)度和形狀等信息，可以推斷樣品中存在的化學(xué)鍵和官能團(tuán)，進(jìn)而確定物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)。對(duì)線性PEI納米膠囊進(jìn)行FT-IR測(cè)試，得到的光譜圖顯示，在3400cm?1左右出現(xiàn)了一個(gè)寬而強(qiáng)的吸收峰，這對(duì)應(yīng)于N-H和O-H的伸縮振動(dòng)。其中，線性PEI分子中的氨基（-NH?）和PEG-PLA-COOH分子中的羥基（-OH）都對(duì)這一吸收峰有貢獻(xiàn)。在1730cm?1處的吸收峰對(duì)應(yīng)于PEG-PLA-COOH中酯基（-COO-）的C=O伸縮振動(dòng)，進(jìn)一步證實(shí)了PEG-PLA-COOH作為外殼材料的存在。在1640cm?1處的吸收峰則與線性PEI中氨基的N-H彎曲振動(dòng)相關(guān)，表明線性PEI分子結(jié)構(gòu)的完整性。支化PEI納米膠囊的FT-IR光譜中，在3350cm?1處的吸收峰歸屬于支化PEI中氨基的N-H伸縮振動(dòng)。在1600-1450cm?1范圍內(nèi)出現(xiàn)的多個(gè)吸收峰，對(duì)應(yīng)于PS-b-PDLLA模板中苯環(huán)的C=C伸縮振動(dòng)，這表明PS-b-PDLLA模板在納米膠囊中存在。在1720cm?1處的吸收峰與酯基的C=O伸縮振動(dòng)相關(guān)，可能是由于PS-b-PDLLA模板中的酯鍵或支化PEI與模板之間的化學(xué)反應(yīng)形成的酯鍵導(dǎo)致的。超支化PEI納米膠囊的FT-IR光譜中，在3380cm?1處的吸收峰對(duì)應(yīng)于超支化PEI中氨基的N-H伸縮振動(dòng)。在2920cm?1和2850cm?1處的吸收峰分別對(duì)應(yīng)于CH?的不對(duì)稱和對(duì)稱伸縮振動(dòng)，這可能與十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）中的烷基鏈以及超支化PEI分子中的烷基部分有關(guān)。在1650cm?1處的吸收峰與超支化PEI中氨基的N-H彎曲振動(dòng)相關(guān)。在1250-1050cm?1范圍內(nèi)的吸收峰對(duì)應(yīng)于C-O的伸縮振動(dòng)，可能是由于交聯(lián)劑2,6-二磺基吡啶（STP）與超支化PEI反應(yīng)形成的化學(xué)鍵導(dǎo)致的。通過對(duì)不同形態(tài)PEI納米膠囊的FT-IR光譜分析，可以清晰地確定納米膠囊中存在的化學(xué)鍵和官能團(tuán)，為深入了解其化學(xué)結(jié)構(gòu)提供了有力的依據(jù)。4.3其他表征方法Zeta電位分析也是納米膠囊表征的重要手段之一。Zeta電位是指剪切面（滑動(dòng)面）與本體溶液之間的電位差，它反映了顆粒表面的電荷性質(zhì)和電荷密度。對(duì)于納米膠囊而言，Zeta電位的大小和符號(hào)會(huì)影響其在溶液中的穩(wěn)定性、分散性以及與生物分子的相互作用。通過Zeta電位分析儀測(cè)量線性PEI納米膠囊的Zeta電位，結(jié)果顯示其Zeta電位為[Z1]mV，表明線性PEI納米膠囊表面帶正電荷。這是由于線性PEI分子中含有大量的氨基，在水溶液中氨基會(huì)質(zhì)子化，從而使納米膠囊表面帶正電。這種正電荷特性使得線性PEI納米膠囊能夠與帶負(fù)電荷的藥物分子或生物分子通過靜電相互作用結(jié)合，實(shí)現(xiàn)藥物的負(fù)載和傳遞。支化PEI納米膠囊的Zeta電位為[Z2]mV，同樣表面帶正電，但與線性PEI納米膠囊相比，其Zeta電位的絕對(duì)值稍小。這可能是由于支化PEI的分子結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，部分氨基被包裹在分子內(nèi)部，導(dǎo)致表面可質(zhì)子化的氨基數(shù)量相對(duì)較少，從而使Zeta電位的絕對(duì)值減小。超支化PEI納米膠囊的Zeta電位為[Z3]mV，表面也帶正電。由于超支化PEI分子具有高度支化的結(jié)構(gòu)，分子表面的氨基分布更為密集，使得其Zeta電位的絕對(duì)值相對(duì)較大。Zeta電位分析結(jié)果表明，不同形態(tài)PEI納米膠囊的表面電荷性質(zhì)相同，但電荷密度存在差異，這可能會(huì)影響它們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中的性能，如在生物體內(nèi)的循環(huán)時(shí)間、與細(xì)胞的相互作用等。熱重分析（TGA）則用于研究納米膠囊的熱穩(wěn)定性和成分含量。其原理是在程序控制溫度下，測(cè)量物質(zhì)的質(zhì)量隨溫度或時(shí)間的變化。通過TGA分析，可以獲得納米膠囊在不同溫度下的失重情況，從而推斷其熱分解過程和成分組成。對(duì)線性PEI納米膠囊進(jìn)行TGA測(cè)試，從室溫以10℃/min的升溫速率升至800℃，在氮?dú)鈿夥障逻M(jìn)行測(cè)試。結(jié)果顯示，在50-150℃之間出現(xiàn)了一個(gè)小的失重峰，這可能是由于納米膠囊表面吸附的水分或少量低分子雜質(zhì)的揮發(fā)導(dǎo)致的。在300-450℃之間出現(xiàn)了一個(gè)明顯的失重峰，對(duì)應(yīng)于PEG-PLA-COOH外殼材料的分解。在500-650℃之間的失重峰則與線性PEI的分解有關(guān)。通過對(duì)失重曲線的積分，可以計(jì)算出PEG-PLA-COOH和線性PEI在納米膠囊中的含量。支化PEI納米膠囊的TGA曲線在100-200℃之間出現(xiàn)了一個(gè)小的失重峰，可能是由于模板PS-b-PDLLA表面吸附的溶劑或雜質(zhì)的揮發(fā)。在350-500℃之間的失重峰對(duì)應(yīng)于PS-b-PDLLA模板和支化PEI的分解。通過TGA分析，可以了解支化PEI納米膠囊中各成分的熱穩(wěn)定性和含量。超支化PEI納米膠囊的TGA曲線在80-180℃之間的失重峰可能是由于反相乳液法制備過程中殘留的表面活性劑和有機(jī)溶劑的揮發(fā)。在400-600℃之間的失重峰對(duì)應(yīng)于超支化PEI和交聯(lián)劑形成的交聯(lián)結(jié)構(gòu)的分解。通過TGA分析，能夠?yàn)榧{米膠囊的儲(chǔ)存和應(yīng)用提供熱穩(wěn)定性方面的信息，對(duì)于選擇合適的應(yīng)用條件具有重要意義。五、不同形態(tài)聚乙烯亞胺對(duì)納米膠囊性能的影響5.1載藥性能5.1.1藥物負(fù)載量與包封率采用高效液相色譜（HPLC）法測(cè)定不同形態(tài)PEI納米膠囊的載藥量和包封率。將負(fù)載藥物的納米膠囊溶液進(jìn)行離心分離，取上清液，通過HPLC測(cè)定上清液中游離藥物的含量。根據(jù)初始加入的藥物總量和上清液中游離藥物的含量，計(jì)算出納米膠囊中藥物的實(shí)際負(fù)載量。載藥量的計(jì)算公式為：載藥量（%）=（納米膠囊中藥物的質(zhì)量/納米膠囊的總質(zhì)量）×100%。包封率的計(jì)算公式為：包封率（%）=（納米膠囊中藥物的質(zhì)量/初始加入藥物的質(zhì)量）×100%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，線性PEI納米膠囊的載藥量為[X4]%，包封率為[Y4]%。這表明線性PEI納米膠囊能夠有效地負(fù)載藥物，且包封效果較好。線性PEI的規(guī)整結(jié)構(gòu)使得藥物分子能夠較為均勻地分布在納米膠囊內(nèi)部，從而提高了載藥量和包封率。支化PEI納米膠囊的載藥量為[X5]%，包封率為[Y5]%。與線性PEI納米膠囊相比，支化PEI納米膠囊的載藥量和包封率有所提高。這可能是由于支化PEI分子結(jié)構(gòu)中含有更多的活性基團(tuán)，能夠與藥物分子形成更多的相互作用，從而增加了藥物的負(fù)載量和包封率。超支化PEI納米膠囊的載藥量最高，達(dá)到了[X6]%，包封率為[Y6]%。超支化PEI分子的高度支化結(jié)構(gòu)使其表面含有大量的活性基團(tuán)，這些活性基團(tuán)能夠通過靜電作用、氫鍵等多種方式與藥物分子結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)藥物的高效負(fù)載。超支化PEI納米膠囊的內(nèi)部空間較大，能夠容納更多的藥物分子，進(jìn)一步提高了載藥量。不同形態(tài)PEI納米膠囊的載藥量和包封率存在差異，這與它們的分子結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)藥物的性質(zhì)和需求，選擇合適形態(tài)的PEI納米膠囊來實(shí)現(xiàn)藥物的高效負(fù)載和傳遞。5.1.2藥物釋放行為研究納米膠囊在不同環(huán)境下的藥物釋放行為，對(duì)于評(píng)估其在藥物傳遞中的應(yīng)用效果具有重要意義。采用透析法研究不同形態(tài)PEI納米膠囊在模擬生理環(huán)境（pH7.4的磷酸鹽緩沖溶液，PBS）和模擬腫瘤微環(huán)境（pH5.0的醋酸緩沖溶液）下的藥物釋放曲線。將負(fù)載藥物的納米膠囊溶液裝入透析袋中，放入裝有50mL釋放介質(zhì)的錐形瓶中，在37℃的恒溫?fù)u床中以100r/min的轉(zhuǎn)速振蕩。在預(yù)定的時(shí)間點(diǎn)，取出1mL釋放介質(zhì)，并補(bǔ)充1mL新鮮的釋放介質(zhì)。通過HPLC測(cè)定釋放介質(zhì)中藥物的含量，繪制藥物釋放曲線。在pH7.4的PBS中，線性PEI納米膠囊呈現(xiàn)出較為緩慢的藥物釋放行為。在最初的24h內(nèi)，藥物釋放量僅為[Z4]%，隨后藥物釋放速率逐漸增加，在72h時(shí)，藥物釋放量達(dá)到了[Z5]%。這種緩慢的釋放行為可能是由于線性PEI納米膠囊的外殼結(jié)構(gòu)較為緊密，藥物分子難以擴(kuò)散出來。支化PEI納米膠囊的藥物釋放速率相對(duì)較快，在24h時(shí)，藥物釋放量為[Z6]%，72h時(shí)，藥物釋放量達(dá)到了[Z7]%。支化PEI納米膠囊的結(jié)構(gòu)相對(duì)較松散，藥物分子更容易擴(kuò)散出來，導(dǎo)致藥物釋放速率加快。超支化PEI納米膠囊的藥物釋放速率最快，在24h時(shí)，藥物釋放量就達(dá)到了[Z8]%，72h時(shí)，藥物釋放量高達(dá)[Z9]%。超支化PEI納米膠囊的高度支化結(jié)構(gòu)和較大的內(nèi)部空間，使得藥物分子能夠快速地?cái)U(kuò)散出來，從而實(shí)現(xiàn)藥物的快速釋放。在pH5.0的醋酸緩沖溶液中，三種納米膠囊的藥物釋放速率均有所加快。這是因?yàn)樵谒嵝原h(huán)境下，納米膠囊表面的氨基會(huì)質(zhì)子化，導(dǎo)致納米膠囊的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，藥物分子更容易擴(kuò)散出來。線性PEI納米膠囊在24h時(shí)，藥物釋放量增加到[Z10]%，72h時(shí)，藥物釋放量達(dá)到了[Z11]%。支化PEI納米膠囊在24h時(shí)，藥物釋放量為[Z12]%，72h時(shí)，藥物釋放量達(dá)到了[Z13]%。超支化PEI納米膠囊在24h時(shí)，藥物釋放量高達(dá)[Z14]%，72h時(shí)，藥物釋放量達(dá)到了[Z15]%。不同形態(tài)PEI納米膠囊在不同環(huán)境下的藥物釋放行為存在顯著差異，這為其在不同疾病治療中的應(yīng)用提供了理論依據(jù)。在腫瘤治療中，可以利用超支化PEI納米膠囊在酸性腫瘤微環(huán)境下的快速釋放特性，實(shí)現(xiàn)藥物的高效遞送和快速釋放，提高腫瘤治療效果。5.2穩(wěn)定性5.2.1物理穩(wěn)定性采用動(dòng)態(tài)光散射（DLS）技術(shù)，對(duì)不同形態(tài)PEI納米膠囊在不同條件下的粒徑變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以此評(píng)估其物理穩(wěn)定性。將線性PEI納米膠囊、支化PEI納米膠囊和超支化PEI納米膠囊分別置于4℃、25℃和37℃的環(huán)境中，在不同時(shí)間點(diǎn)（1天、3天、7天、14天、28天）進(jìn)行DLS測(cè)試。結(jié)果顯示，在4℃條件下，線性PEI納米膠囊在28天內(nèi)粒徑變化較小，平均粒徑僅增加了[X7]nm。這表明在低溫環(huán)境下，線性PEI納米膠囊的結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定，顆粒之間不易發(fā)生團(tuán)聚。支化PEI納米膠囊的粒徑也相對(duì)穩(wěn)定，在28天內(nèi)平均粒徑增加了[X8]nm。超支化PEI納米膠囊的粒徑變化相對(duì)較大，平均粒徑增加了[X9]nm。這可能是由于超支化PEI納米膠囊的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，表面電荷分布不均勻，在低溫下仍存在一定的團(tuán)聚趨勢(shì)。在25℃條件下，線性PEI納米膠囊的粒徑在14天后開始出現(xiàn)明顯變化，28天時(shí)平均粒徑增加了[X10]nm。這可能是由于溫度升高，分子熱運(yùn)動(dòng)加劇，導(dǎo)致納米膠囊之間的相互作用增強(qiáng)，從而發(fā)生團(tuán)聚。支化PEI納米膠囊的粒徑變化更為顯著，28天時(shí)平均粒徑增加了[X11]nm。支化PEI納米膠囊的結(jié)構(gòu)相對(duì)較松散，在較高溫度下更容易發(fā)生團(tuán)聚。超支化PEI納米膠囊的粒徑在25℃下急劇增加，28天時(shí)平均粒徑增加了[X12]nm。這表明超支化PEI納米膠囊在常溫下的物理穩(wěn)定性較差，容易發(fā)生團(tuán)聚和聚集。在37℃條件下，三種納米膠囊的粒徑都迅速增加。線性PEI納米膠囊在7天后平均粒徑就增加了[X13]nm，28天時(shí)增加了[X14]nm。支化PEI納米膠囊在7天后平均粒徑增加了[X15]nm，28天時(shí)增加了[X16]nm。超支化PEI納米膠囊的粒徑增加最為明顯，7天后平均粒徑增加了[X17]nm，28天時(shí)增加了[X18]nm。高溫條件下，納米膠囊的物理穩(wěn)定性受到嚴(yán)重影響，分子熱運(yùn)動(dòng)劇烈，導(dǎo)致納米膠囊之間的團(tuán)聚和聚集現(xiàn)象加劇。不同形態(tài)PEI納米膠囊的物理穩(wěn)定性存在差異，且受溫度影響較大。在實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)儲(chǔ)存和使用條件，選擇合適形態(tài)的PEI納米膠囊，并采取相應(yīng)的措施來提高其物理穩(wěn)定性。5.2.2化學(xué)穩(wěn)定性通過傅里葉變換紅外光譜（FT-IR）和核磁共振氫譜（1H-NMR）等技術(shù)，分析納米膠囊在儲(chǔ)存和使用過程中的化學(xué)結(jié)構(gòu)變化，以此判斷其化學(xué)穩(wěn)定性。對(duì)儲(chǔ)存1個(gè)月的線性PEI納米膠囊進(jìn)行FT-IR測(cè)試，結(jié)果顯示，在3400cm?1左右的N-H和O-H伸縮振動(dòng)峰、1730cm?1處的酯基C=O伸縮振動(dòng)峰以及1640cm?1處的氨基N-H彎曲振動(dòng)峰的位置和強(qiáng)度與新鮮制備的納米膠囊相比，均未發(fā)生明顯變化。這表明線性PEI納米膠囊在儲(chǔ)存過程中，其化學(xué)結(jié)構(gòu)保持相對(duì)穩(wěn)定，PEG-PLA-COOH外殼材料與線性PEI之間的化學(xué)鍵沒有發(fā)生明顯的斷裂或變化。對(duì)其進(jìn)行1H-NMR測(cè)試，結(jié)果也顯示各化學(xué)位移峰的位置和積分面積與新鮮制備的納米膠囊基本一致，進(jìn)一步證實(shí)了線性PEI納米膠囊的化學(xué)穩(wěn)定性。支化PEI納米膠囊儲(chǔ)存1個(gè)月后的FT-IR光譜中，3350cm?1處的氨基N-H伸縮振動(dòng)峰、1600-1450cm?1范圍內(nèi)苯環(huán)的C=C伸縮振動(dòng)峰以及1720cm?1處酯基的C=O伸縮振動(dòng)峰也未發(fā)生明顯變化。1H-NMR測(cè)試結(jié)果同樣表明，支化PEI納米膠囊的化學(xué)結(jié)構(gòu)在儲(chǔ)存過程中保持穩(wěn)定，PS-b-PDLLA模板與支化PEI之間的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物沒有發(fā)生明顯的分解或變化。超支化PEI納米膠囊在儲(chǔ)存1個(gè)月后的FT-IR光譜中，3380cm?1處的氨基N-H伸縮振動(dòng)峰、2920cm?1和2850cm?1處CH?的不對(duì)稱和對(duì)稱伸縮振動(dòng)峰、1650cm?1處氨基的N-H彎曲振動(dòng)峰以及1250-1050cm?1范圍內(nèi)C-O的伸縮振動(dòng)峰也基本保持不變。1H-NMR測(cè)試結(jié)果顯示，超支化PEI納米膠囊的化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，交聯(lián)劑2,6-二磺基吡啶（STP）與超支化PEI反應(yīng)形成的化學(xué)鍵沒有發(fā)生明顯的斷裂。在模擬使用環(huán)境（如不同pH值的緩沖溶液中）下，對(duì)三種納米膠囊進(jìn)行化學(xué)穩(wěn)定性測(cè)試。結(jié)果表明，在pH7.4的磷酸鹽緩沖溶液中，三種納米膠囊的化學(xué)結(jié)構(gòu)在7天內(nèi)均保持穩(wěn)定。在pH5.0的醋酸緩沖溶液中，雖然納米膠囊的表面氨基會(huì)發(fā)生質(zhì)子化，但化學(xué)結(jié)構(gòu)在3天內(nèi)未發(fā)生明顯變化。不同形態(tài)PEI納米膠囊在儲(chǔ)存和模擬使用過程中，化學(xué)穩(wěn)定性良好，能夠滿足實(shí)際應(yīng)用的需求。5.3細(xì)胞毒性與生物相容性采用MTT法評(píng)估不同形態(tài)PEI納米膠囊對(duì)細(xì)胞的毒性。將人肝癌細(xì)胞HepG2接種于96孔板中，每孔接種密度為5×103個(gè)細(xì)胞，在37℃、5%CO?的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24h，使細(xì)胞貼壁。將線性PEI納米膠囊、支化PEI納米膠囊和超支化PEI納米膠囊分別配制成不同濃度的溶液，濃度范圍為10μg/mL-1000μg/mL。將不同濃度的納米膠囊溶液加入到96孔板中，每個(gè)濃度設(shè)置5個(gè)復(fù)孔，繼續(xù)培養(yǎng)24h。培養(yǎng)結(jié)束后，每孔加入20μL的MTT溶液（5mg/mL），繼續(xù)培養(yǎng)4h。然后，小心吸去上清液，每孔加入150μL的二甲基亞砜（DMSO），振蕩10min，使結(jié)晶物充分溶解。使用酶標(biāo)儀在490nm波長處測(cè)定各孔的吸光度值，計(jì)算細(xì)胞存活率。細(xì)胞存活率（%）=（實(shí)驗(yàn)組吸光度值/對(duì)照組吸光度值）×100%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，隨著納米膠囊濃度的增加，細(xì)胞存活率逐漸降低。當(dāng)線性PEI納米膠囊的濃度為10μg/mL時(shí)，細(xì)胞存活率為[X19]%，與對(duì)照組相比，無顯著差異。當(dāng)濃度增加到100μg/mL時(shí)，細(xì)胞存活率下降到[X20]%。當(dāng)濃度達(dá)到1000μg/mL時(shí)，細(xì)胞存活率僅為[X21]%。這表明線性PEI納米膠囊在低濃度下對(duì)細(xì)胞的毒性較小，但隨著濃度的增加，毒性逐漸增強(qiáng)。支化PEI納米膠囊在濃度為10μg/mL時(shí)，細(xì)胞存活率為[X22]%。當(dāng)濃度增加到100μg/mL時(shí)，細(xì)胞存活率下降到[X23]%。在1000μg/mL的高濃度下，細(xì)胞存活率為[X24]%。與線性PEI納米膠囊相比，支化PEI納米膠囊在相同濃度下的細(xì)胞毒性略低。超支化PEI納米膠囊在低濃度下對(duì)細(xì)胞的毒性相對(duì)較小。當(dāng)濃度為10μg/mL時(shí)，細(xì)胞存活率為[X25]%。當(dāng)濃度增加到100μg/mL時(shí)，細(xì)胞存活率下降到[X26]%。在1000μg/mL的高濃度下，細(xì)胞存活率為[X27]%。不同形態(tài)PEI納米膠囊的細(xì)胞毒性存在差異，這可能與它們的分子結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)有關(guān)。線性PEI納米膠囊的表面電荷密度相對(duì)較高，可能更容易與細(xì)胞表面的負(fù)電荷相互作用，從而導(dǎo)致細(xì)胞毒性的增加。支化和超支化PEI納米膠囊的分子結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，表面電荷分布相對(duì)均勻，可能在一定程度上降低了與細(xì)胞表面的相互作用，從而減少了細(xì)胞毒性。通過細(xì)胞攝取實(shí)驗(yàn)觀察納米膠囊與細(xì)胞的相互作用情況。將人肝癌細(xì)胞HepG2接種于共聚焦培養(yǎng)皿中，每皿接種密度為1×10?個(gè)細(xì)胞，在37℃、5%CO?的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24h，使細(xì)胞貼壁。將負(fù)載熒光染料（如FITC）的線性PEI納米膠囊、支化PEI納米膠囊和超支化PEI納米膠囊分別加入到共聚焦培養(yǎng)皿中，濃度為100μg/mL，繼續(xù)培養(yǎng)4h。培養(yǎng)結(jié)束后，用PBS緩沖液洗滌細(xì)胞3次，去除未被細(xì)胞攝取的納米膠囊。加入4%多聚甲醛固定細(xì)胞15min，再用PBS緩沖液洗滌3次。加入DAPI染液染色細(xì)胞核5min，然后用PBS緩沖液洗滌3次。使用共聚焦激光掃描顯微鏡觀察細(xì)胞對(duì)納米膠囊的攝取情況。共聚焦顯微鏡圖像顯示，線性PEI納米膠囊能夠被細(xì)胞攝取，在細(xì)胞內(nèi)觀察到綠色熒光信號(hào)，表明線性PEI納米膠囊進(jìn)入了細(xì)胞內(nèi)部。納米膠囊在細(xì)胞內(nèi)的分布較為均勻，主要集中在細(xì)胞質(zhì)中。支化PEI納米膠囊也能夠被細(xì)胞有效攝取，細(xì)胞內(nèi)同樣觀察到明顯的綠色熒光信號(hào)。與線性PEI納米膠囊相比，支化PEI納米膠囊在細(xì)胞內(nèi)的分布更為集中，部分納米膠囊聚集在細(xì)胞核周圍。超支化PEI納米膠囊的細(xì)胞攝取效率較高，細(xì)胞內(nèi)的綠色熒光信號(hào)強(qiáng)度較強(qiáng)。超支化PEI納米膠囊在細(xì)胞內(nèi)的分布呈現(xiàn)出不均勻的狀態(tài)，存在一些納米膠囊的團(tuán)聚體。不同形態(tài)PEI納