文献综述（或调研报告）：
- 基因治疗和基因载体
基因治疗是一种将外源基因导入目的细胞并有效表达从而达到治疗目的的方法，为治疗先天性遗传疾病和严重后天获得性疾病提供了一条新途径[1][2]。在恶性肿瘤、遗传病(如血友病、囊性纤维病)和心血管疾病等方面，相比于传统治疗方法，基因治疗从根源上修正了引起疾病的异常基因，因此具有显著的优越性。然而，基因治疗药物需要克服诸多的问题，例如避免核酶的降解、细胞靶向能力低、胞内体逃逸能力等。目前基因治疗药物仍然存在如稳定性低和制备工艺复杂等缺点，在临床的实际应用中有很大的限制[3]。
基因治疗的研究和应用中，普遍应用到的核酸有质粒DNA、反义寡核苷酸(AON)、siRNA和双链RNA(dsRNA)等[4]。基因治疗的关键在于有效转染核酸进入细胞。转染需要通过物理方法或核酸载体，因此高效的转染方法和转染载体具有重要的研究意义和应用价值。物理方法包括超声法、电穿孔法、磁转法、基因枪[3]等，局部转染比全身转染效果好，因为局部转染避免了循环系统的清除，因此低剂量的基因转染可以用物理方法；但物理方法需要使用专门的设备，并且会对组织和细胞产生严重损害，故无法全身使用。
基因载体主要分为两类:一类是采用病毒载体的表达系统，其中逆转录病毒载体和腺病毒载体应用较为广泛；一类是采用非病毒表达载体转染DNA的瞬时表达系统或稳定表达系统，目前已有许多商品化的非病毒载体。瞬时转染外源DNA/RNA不整合到宿主染色体中,因此一个宿主细胞中可存在多个拷贝数,产生高水平的表达,但通常只持续几天,多用于启动子和其他调控元件的分析。
病毒载体除了转染效率高，还具有负载单个DNA分子的能力，能将单个DNA分子整合到自己的DNA中，而非病毒载体只能将多个DNA分子连接到载体的各个分支链上从而形成纳米颗粒。但是病毒载体需要与宿主DNA插入整合，其免疫原性、有限的DNA承载能力、致癌性和价格高等缺点，限制了其在临床的应用[4][5]。非病毒载体具有价格低、制备简单、低免疫原性等优点，但其缺点主要是转染效率低，特别是体内转染效率低、靶向性差、具有较高的细胞毒性等。
- 阳离子聚合物用于基因转染
阳离子聚合物可作为一种非病毒载体，具有较强的DNA结合及保护能力，例如有阳离子脂质体、聚乙烯亚胺(PEI)、聚赖氨酸(PLL)、壳聚糖和聚酰胺胺(PAMAM)树状大分子等。其结合核酸的机制是由于核酸上的磷酸基团使其带负电荷，因此可与带正电的阳离子聚合物通过静电吸附作用，将体积较大的核酸压缩和包裹成体积较小表面带正电荷的聚合物/核酸复合物纳米颗粒[6]。当带正电的载体/核酸复合物与带负电的细胞膜接触时，复合物通过内吞作用进入细胞内形成胞内体并在胞内体中被酸化，与溶酶体融合。但在上述过程中，核酸很容易被溶酶体酶解，因此载体必须通过相应机制逃离溶酶体，携带核酸到细胞核附近或者进入细胞核，从而实现转染。
聚乙烯亚胺(PEI)由于其含有大量的伯胺和仲胺基团，使其表面带大量正电荷，且因Pollard等[7]提出的“质子海绵效应”而具有很强的胞内体逃逸能力，因此成为基因转染最有效的非病毒载体之一[2]。质子海绵效应是指PEI在生理pH条件下，只有少量氮原子质子化，而在pH较低时，比如在胞内体中，质子化的氮原子数量增加，形成一个电位梯度，导致氯离子内流，增加的氯离子浓度形成的电位梯度导致水内流，最终导致溶酶体肿胀破裂。
然而，聚乙烯亚胺作为核酸载体的细胞毒性是研究和应用中不可忽视问题。高分子量的 PEI 具有较高的转染效率但毒性较大，低分子量的PEI毒性较低而转染效率也相应降低，一种可能的原因是 PEI 表面的高密度电荷导致了细胞的损伤。因此，为了降低PEI的细胞毒性，采用化学方法对PEI进行化学修饰是一种可行的思路，例如金春阳等[8]采用硬脂酸修饰聚乙烯亚胺成功地降低了其细胞毒性，Xiang Zhou等[9]用PEI功能化的氧化石墨烯，实现了对动物细胞和斑马鱼胚胎的高效转染。经化学修饰后的PEI，其表面正电荷被部分中和，同时也可能提高了细胞的摄取效率，故可在不降低转染效率的前提下，减少对细胞膜的损伤。
- 磁性纳米颗粒的制备和生物医学应用
纳米颗粒是指粒径在1-100 nm之间的细小微粒，具有表面效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应等特性[10]。四氧化三铁（Fe3O4）属立方晶系，反尖晶石结构，具有优良的超顺磁性和磁响应性等磁学特征，而纳米级的Fe3O4在细胞分离、靶向药物、磁共振成像和磁热疗等生物医学领域有重要的应用[11][12]。在生物医学影像方面，磁性纳米探针可作为MRI、超声以及CT成像的增强造影剂；在肿瘤治疗方面，利用磁性纳米材料可在交变磁场下产热的性质，将其作为肿瘤热疗的磁介质；生物传感方面，磁性纳米材料传感器可用于检测许多生理、生化过程中的电磁信号；此外，磁性微球还可用于细胞和生物大分子的分离与检测。
当前已发展出多种四氧化三铁纳米颗粒的制备方法，其中化学方法有例如共沉淀法、微乳液法、水热法和溶剂热法、溶胶-凝胶法、化学还原法、金属有机物高温热解法等[11][12][13]。其中共沉淀法产量较高但难以获得高质量的单分散胶体，微乳液法和溶胶/凝胶法的产率低且尺寸分布仍然较宽；相比之下，高温热解法、水热法/溶剂热法和化学还原法的产物形貌和粒径分布较为理想，得到的纳米颗粒的饱和磁化强度高，但水热法和溶剂热法需要在高温高压下进行反应，相比之下高温热解法的合成条件和方法较为简便，成本较低。
以上是毕业论文文献综述，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
