基于磁性納米粒子的多功能復(fù)合材料的制備及其生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用研究.pdf

1、超順磁性納米粒子因其特有的小尺寸、磁響應(yīng)快速等特點在生物及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中有著顯著的應(yīng)用優(yōu)勢，在特定細胞分離、藥物的靶向輸運、核磁共振成像造影劑、磁熱療等方面，具有非常廣闊的應(yīng)用前景。而熒光量子點與貴金屬(Au、Ag)納米粒子在生物醫(yī)學(xué)成像方面展現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用前景。近年來的研究熱點之一即是具有熒光與磁性雙重功能或多重功能的復(fù)合納米結(jié)構(gòu)的制備及其生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用?，F(xiàn)有的合成方法往往過分關(guān)注納米粒子的結(jié)晶性、分散性，而忽視了制備方法的簡便性、安全性

2、以及對環(huán)境的影響。本論文圍繞基于超順磁性納米粒子的熒光一磁性雙功能納米復(fù)合結(jié)構(gòu)制備及其應(yīng)用這一課題，力圖發(fā)展一種簡便、綠色、通用的水相制備方法，主要研究超順磁性納米粒子的簡便合成工藝、熒光量子點．超順磁性納米粒子復(fù)合結(jié)構(gòu)的簡便制備及其生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用、Ag-Fe3O4復(fù)合納米結(jié)構(gòu)的一步法制備、核殼結(jié)構(gòu)磁性納米粒子自組裝成環(huán)機理研究及其在核磁共振成像領(lǐng)域的應(yīng)用等。主要內(nèi)容包括:
　　 1、共沉淀法與氧化還原法制備超順磁性Fe3O4納米

3、粒子:利用水合肼作為還原劑和沉淀劑，采用共沉淀法制備了磁性Fe3O4納米粒子；在檸檬酸三鈉的水溶液中加入Fe(NO)3溶液，在120℃下利用水合肼還原Fe(Ⅲ)來制備粒徑分布在7-9nm的超順磁性Fe3O4納米粒子；將制各的超順磁性Fe3O4納米粒子成功封裝進了脂質(zhì)體之中；獲得的脂質(zhì)體囊泡尺寸分布主要集中在200nm-400nm之間。
　　 2、利用水合肼作為還原劑與沉淀劑、檸檬酸三鈉作為表面活性劑在90℃下水熱法成功合成了5n

4、m粒徑的超順磁性Fe3O4納米粒子，以該納米粒子作為種子，經(jīng)由一個簡單的水相反應(yīng)、使用檸檬酸三鈉作為表活劑與偶聯(lián)劑，成功制備了Fe3O4-CdSe/CdS復(fù)合納米結(jié)構(gòu)，其中Cd2+與Se2+和S2+的摩爾比是量子點形成的關(guān)鍵。X-射線衍射花樣(XRD)與高分辨透射電子顯微鏡(HRTEM)照片、吸收譜證實了核殼結(jié)構(gòu)CdSe/CdS量子點的生成，熒光譜證明了產(chǎn)物在584nm附近有較強的熒光發(fā)射，同時沒有發(fā)現(xiàn)CdS的發(fā)光峰也說明了CdS并未單

5、獨形核；激發(fā)譜則表明不同能量的激發(fā)光對熒光量子點發(fā)射的熒光強度有極大影響，熒光顯微鏡觀察結(jié)果也說明了這一點；磁測量數(shù)據(jù)證明產(chǎn)物為超順磁性。檸檬酸三鈉本身既作為表面活性劑、偶聯(lián)劑，同時又起到了生物修飾的作用。這一復(fù)合納米結(jié)構(gòu)可以被外磁場操控，并且具備雙光子成像能力與T2核磁共振成像能力，細胞實驗進一步表明這一復(fù)合納米結(jié)構(gòu)可以被用于細胞標記與熒光成像。
　　 3、使用檸檬酸三鈉作為表面活性劑與偶聯(lián)劑、水合肼為還原劑和沉淀劑，AgN0

6、3與Fe(NO)3溶液為反應(yīng)物，在90℃條件下，通過簡單的一步法水熱反應(yīng)12小時制備了Ag-Fe3O4復(fù)合納米材料，避免了繁瑣的多步反應(yīng)，XRD、HRTEM數(shù)據(jù)證明了產(chǎn)物由Ag納米粒子與Fe3O4納米粒子偶聯(lián)成復(fù)合結(jié)構(gòu)。同時我們研究了表面活性劑、Ag+與Fe3+比例、水合肼用量等對最終產(chǎn)物形貌的影響，并發(fā)現(xiàn)了幾種有趣的復(fù)合結(jié)構(gòu)，而且發(fā)現(xiàn)產(chǎn)物在800nm雙光子激發(fā)下有明顯熒光發(fā)射，證明了這種雙組分復(fù)合納米結(jié)構(gòu)具備雙光子成像能力。核磁共振成

7、像(MRI)測試發(fā)現(xiàn)即便產(chǎn)物濃度在25μg/mL時其T2弛豫時間仍然小于2毫秒，而水的T2弛豫時間則為300毫秒左右，這表明這種雙組分復(fù)合納米結(jié)構(gòu)可用作T2核磁成像造影劑。
　　 4、在水熱體系中，通過調(diào)節(jié)Ag+與Fe3+離子的比例，利用簡單的一步反應(yīng)大量制備了自組裝形成的納米環(huán)結(jié)構(gòu)，XRD數(shù)據(jù)證明產(chǎn)物之中同時含有Ag與Fe304兩種物質(zhì)，HRTEM數(shù)據(jù)和電子能譜(EDS)線掃描數(shù)據(jù)則證明了構(gòu)成納米環(huán)的粒子是Ag核Fe3O4殼層