随着纳米技术的兴起,一些纳米材料被广泛应用在生物医药、食品保鲜等领域。无定形碳酸钙(ACC),作为一种典型的非晶态物相,不仅具有优异的生物相容性和生物可降解性,还具备p H敏感性(在酸性条件下易分解),因而在生物材料领域受到了广泛关注。与结晶态碳酸钙相比,ACC纳米颗粒因粒径更小且更易改性加工的特性,在纳米生物材料领域具有更大的应用潜力。然而,由于纳米ACC的稳定性和耐酸性较差,其在生物材料领域中的应用也受到了极大限制。如何有效利用或解决ACC的这些缺陷,是进一步扩大其生物应用的关键。本论文将着重介绍基于ACC纳米颗粒设计合成稳定的复合纳米材料并探究它们的生物应用。主要的研究内容和成果如下:(1)使用“气相扩散法”在醇溶液中合成了平均粒径小于100 nm的ACC纳米颗粒,并通过控制晶形控制剂的添加比例,采用“共沉淀法”在水溶液中成功制备了磷酸盐辅助稳定的非晶纳米颗粒(ACCP)。除了对合成条件进行分析,还研究了产物在室温下的结晶相变。结果显示,ACCP纳米颗粒能保持其非晶结构超过60天,具有很好的存储稳定性。同时,通过在反应过程中加入疏水性药物,成功构建了一系列无机纳米载体,即包覆姜黄素(Cur)的ACC和ACCP纳米颗粒。基于ACC和ACCP在生理环境中的可降解性,我们探究了它们包覆Cur后的药物释放性能。体外药物缓释试验显示,在相同p H值条件下,ACC的药物释放速率略快于ACCP,但两者在40 h后的药物累积释放率都超过了50%。体外细胞毒性试验表明,负载Cur的纳米颗粒对肺癌细胞(A549)具有较强杀伤力,当载体浓度为32μg/m L时,细胞存活率低于50%。基于Cur优异的抗氧化性,我们还研究了负载Cur后ACC和ACCP纳米颗粒对DPPH自由基的清除能力和对Cur的保护作用。结果表明,纳米颗粒不仅可以辅助清除游离自由基,而且能够阻碍Cur分解,有效扩大了纳米颗粒的应用范围;(2)通过有机分子与无机纳米颗粒的组装来构建具有优异缓释性能的药物控释体系,设计合成了具有单分散性的海藻酸钠/ACCP(Alginate/ACCP)复合纳米颗粒。实验结果显示,产物不仅平均粒径小于200 nm,在探头超声处理后还能形成稳定的水分散体。基于海藻酸钠特异的p H敏感性,我们对复合纳米颗粒的药物控释性能进行了考察,并研究了载药纳米颗粒对A549癌细胞的治疗效果。结果显示,在相同p H值条件下,随着海藻酸钠添加量的增加,复合纳米颗粒的Cur释放速率逐渐降低,当海藻酸钠添加量为1.0 mg/m L时,纳米颗粒在40 h的药物累积释放率低于40%。此外,载药纳米颗粒展现出优异的癌细胞杀伤能力,癌细胞存活率呈浓度依赖性降低,而空白纳米颗粒对细胞存活率的影响较小,毒性属于1级。因此,通过合理的优化设计,我们可以合成具有优异缓释性能的复合纳米颗粒,为癌细胞的长期治疗提供新策略;(3)以天然高分子材料壳聚糖(CS)为成膜基质,甘油为增塑剂,采用流延法制备了系列CS/ACCP和CS/Alginate/ACCP复合保鲜膜。考察了纳米ACCP和Alginate/ACCP质量分数对复合膜理化性质的影响。结果表明,复合纳米颗粒可以显著提高壳聚糖膜的拉伸强度、断裂伸长率和抗水性,增强对水蒸气的阻隔能力。当纳米颗粒添加量为8%时,壳聚糖复合膜的断裂伸长率达到最大,综合性能较佳。此外,还研究了壳聚糖复合膜的Cur缓释性能,探索了复合膜的抗氧化性、抗菌性和保鲜作用。结果显示,壳聚糖复合膜不仅具有优良的抑菌性能(大肠杆菌),纳米颗粒的加入还使壳聚糖复合膜具有良好的水果保鲜性能(砂糖橘)。因此,基于合成的复合纳米颗粒,可以通过进一步的优化设计,制备在生物领域中具有更大应用价值的复合膜材料。