有机纳米颗粒的结构和特性

2　有机纳米颗粒的结构和特性

有机纳米颗粒包括天然有机纳米颗粒和人工合成聚合物纳米颗粒。天然有机物纳米颗粒主要是由脂质体、蛋白质和多糖等天然材料制成的，它们与机体的亲和性好，毒副作用小，因此常用作药物载体。合成聚合物纳米粒子包括不可生物降解和可生物降解纳米颗粒两类。其中不可生物降解颗粒主要包括丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚苯胺等高分子材料，因为生物降解性相对较差，会对机体产生损害。

2.1　有机纳米粒子的结构

由于脂质体特殊的分子形态和双亲特性，它在水性溶液中能形成分子致密排列的中空球状双层结构。这种中空状双层结构可以作为聚合物纳米粒子和纳米球的前躯体，经过聚合反应形成中空的纳米球（如图1所示）。

树枝状聚合物（Dendrimer）纳米颗粒多采用有机合成法（收敛法或扩散法）制备（如图2所示），具有规整分子结构和三维结构的大分子，形似树枝，表面致密堆砌，内部有间隙，分子尺度在纳米级。采用逐层沉积法则可形成聚合物层状纳米颗粒。

图1　核/壳结构SiO₂ @壳聚糖纳米颗粒（SIA-CH）的制备以及壳聚糖中空纳米球（CH-HN）^[2]

图2　聚醚亚胺树枝状聚合体（PETIM Dendrimer）的合成[3]

2.2　有机纳米颗粒的特性

（1）吸附特性

有机纳米颗粒表面暴露较多的官能团（羧基、卤素、磺酸基）很容易与极性基团如羟基等发生化学反应，与其他化学物质之间以化学键连接，产生强化学吸附；可以通过氢键、范德华力、弱静电力等使电中性的分子吸附在粒子表面；有机纳米颗粒表面键的不饱和性，常使纳米颗粒带电，也可通过库仑力吸引相反电荷的粒子^[4]。

（2）团聚性

纳米颗粒具有的比表面积大、表面能高、热力学不稳定等性质，使得纳米颗粒在介质中极易发生团聚等现象，形成大小不等的颗粒团聚体。发生团聚后，纳米颗粒的原有的性质必然发生变化，从而影响到纳米颗粒的生物学效应^[5]。

（3）溶解性

随着对纳米颗粒的要求不断提高，纳米颗粒改性所带来的生物效应不确定性也明显提高。纳米颗粒经改性后，其溶解性发生的变化能够引起相应的生物效应的变化。

纳米颗粒比表面积随粒径的变小而急剧增大，粒子表面的原子数增多，造成表面原子配位数不足和高的比表面能，因此纳米颗粒具有极高的化学活性，在与生物体作用时，颗粒表面的基团、带电性、团聚性等都会影响生物活性。