二氧化硅基復(fù)合功能微球的制備及其應(yīng)用.pdf

1、作為一種新材料，功能性復(fù)合納米材料已經(jīng)越來(lái)越受到人們的關(guān)注。尤其是核殼型復(fù)合納米顆粒，將不同物質(zhì)所擁有的多種功能有機(jī)地結(jié)合在一起，顯示出普通單組分納米顆粒無(wú)可比擬的性能，在生化檢測(cè)、醫(yī)學(xué)成像、生物物質(zhì)分離等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域顯示出了廣闊的應(yīng)用前景。用二氧化硅修飾的復(fù)合材料，不但保留了原有物質(zhì)的特性，而且改善了其分散性、穩(wěn)定性及生物相容性，同時(shí)也為進(jìn)一步的功能化提供了很好的載體，已成為現(xiàn)今科學(xué)的熱點(diǎn)。
　　 本論文中，選用二氧化硅作為改

2、性材料，充分利用二氧化硅的化學(xué)穩(wěn)定性、高生物相容性和表面易功能化的界面特性。合成一系列核殼結(jié)構(gòu)的熒光二氧化硅球和磁性/熒光雙功能的硅球。并應(yīng)用所制備的熒光硅球刷顯潛指紋，研究?jī)?nèi)容主要分為以下三個(gè)方面：
　　 (1)熒光染料羅丹明B(RB)與四乙氧基硅烷(TEOS)和苯基三乙氧基硅烷(PTOS)共縮聚反應(yīng)，得到包覆RB的熒光硅球。通過(guò)調(diào)節(jié)反應(yīng)體系中各個(gè)成分，提高熒光染料RB的摻雜效率，控制熒光微球的粒徑、單分散性及熒光性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)發(fā)

3、現(xiàn)：隨著氨水用量的增加，熒光微球的粒徑逐漸增大，粒徑分布也隨之變窄，當(dāng)反應(yīng)體系中氨水濃度為0.57 mol/L時(shí)，得到粒徑為630 nm均勻分布的熒光硅球。增加PTOS和RB的量有利于提高在硅球中RB的包覆量，但對(duì)微球的分散性產(chǎn)生不利影響，在30 mL乙醇和5 mL水的混合溶液中，加入RB的量為0.125 mmol和PTOS的量為1.0 mL，得到的硅球形態(tài)和分散性最好。足夠的反應(yīng)時(shí)間有利于體系中硅烷的充分反應(yīng)，明顯改善硅球的粒徑均一性

4、和形貌。通過(guò)改變羅丹明B的摻雜形式，利用RB中的羧基與氨基丙基三乙氧基硅烷(APTS)上的氨基成肽反應(yīng)制得氨基硅烷修飾的RB(RBS)，在摩爾比RB：APTS=1:2時(shí)，以共價(jià)鍵的形式摻雜到硅球中的RBS量最多。實(shí)驗(yàn)證實(shí)：在30 mL乙醇和5 mL水的混合溶液中，加入RBS量為1.5 mmol時(shí)得到的熒光硅球的顆粒形態(tài)、分散性達(dá)到最好。經(jīng)過(guò)對(duì)比刷顯潛指紋效果證明，此時(shí)對(duì)潛指紋刷顯最明顯，同時(shí)，實(shí)驗(yàn)也證明過(guò)多或過(guò)少的RBS加入，都會(huì)影響硅

5、球的形貌及性質(zhì)最終對(duì)指紋刷顯產(chǎn)生不利影響。
　　 (2)與小組同學(xué)合作，制得磁性顆粒，在磁性顆粒表面絡(luò)合檸檬酸鈉，使得磁性粒子分散性顯著改善，并對(duì)其進(jìn)行二氧化硅包覆，控制加入TEOS的量可以方便的控制包覆厚度，得到硅層厚度為6 nm、15 nm、20 nm和31 nm。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出了合成Fe3O4/SiO2的最優(yōu)條件，對(duì)磁性硅球表面修飾氨基硅烷，為下一步制備磁性熒光雙功能顆粒提供基礎(chǔ)，通過(guò)XRD、FT-IT、PPMS對(duì)

6、Fe3O4和Fe3O4/SiO2磁性粒子進(jìn)行表征。
　　 (3)結(jié)合上面得到的氨基硅烷連接的改性硅球。采用三步法制備性質(zhì)穩(wěn)定的磁性/熒光復(fù)合微球。第一：以表面為-N2H的磁性微粒為核，在四氫呋喃溶液中連接表面親油的量子點(diǎn)，通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)：在40 mL四氫呋喃溶液中，加入10 mgFe3O4/SiO2/NH2和5 mg QDs時(shí)，得到的復(fù)合粒子分散性最好。第二：磁性/熒光復(fù)合顆粒表面與巰基乙胺、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、巰丙基三乙氧