釓離子摻雜的碳量子點的制備和作為磁共振-熒光雙模態(tài)造影劑的性能研究.pdf

1、近年來，釓離子的螯合物和半導體量子點結合構筑雙模態(tài)造影劑得到了迅速發(fā)展。然而，半導體量子點的毒性限制了此類造影劑的推廣應用，并且此類造影劑的構筑過程極其復雜。本論文以含釓離子的螯合物與碳量子點結合構筑磁共振-熒光雙模態(tài)造影劑，并探索了該磁共振-熒光雙模態(tài)造影劑的結構和性能之間的關系，同時闡述了影響其光致發(fā)光性能的因素。
　　1.鑒于碳量子點良好的生物相容性和優(yōu)異的光致發(fā)光性能，將其與可以提供弛豫性能的釓離子結合制備的磁共振-熒光雙

2、模態(tài)造影劑可實現(xiàn)熒光成像和磁共振成像的優(yōu)勢互補。本文以釓噴酸單葡胺（GdPM）為前驅體，水熱反應溫度220℃，保溫8 h制備出釓離子摻雜的碳量子點。結果表明，此條件下制備的釓離子摻雜的碳量子點（Gd3+-CQDs）尺寸在0.5~2.75 nm之間對Hela細胞有良好的生物相容性，其量子產率（QY）為7.1％，Gd3+摻雜量為16.7wt%，其縱向弛豫率為9.87 mM-1?S-1，且在365 nm紫外燈光的照射下發(fā)出明亮的藍光熒光。

3、r>　　2.通過調節(jié)制備條件（碳化時間和碳化溫度），本文系統(tǒng)的分析了制備出的雙模態(tài)造影劑結構和性能關系。Gd3+-CQDs是以無定型碳為主的碳核，并以原子簇的形式存在，每個原子簇有很多小的碳量子點組成（0.5~2.8 nm）；Gd3+-CQDs的電子衍射花樣呈現(xiàn)出典型的非晶體特性。此外，實驗結果表明：在一定范圍內，延長水熱反應的時間和提高水熱反應的溫度對于提高原料的碳化程度表現(xiàn)出同樣的效果，適度的碳化程度有利于發(fā)光能力的顯示。
　

4、　Gd3+-CQDs碳核表面仍修飾有羥基（-OH）、羧基（-COO-）等親水官能團，-OH來自于GdPM中的葡甲胺結構單元，-COO-的存在也可以說明Gd3+-CQDs中含有以螯合物的形式存在Gd（3+）；低水熱反應溫度時，碳量子點（CQDs）中摻雜的Gd（3+）以螯合態(tài)為主，而在高溫時，CQDs中會逐漸出現(xiàn)Gd2O3的摻雜；且釓離子的摻雜量與碳量子點的弛豫率表現(xiàn)出正向關系。
　　3.探索影響Gd3+-CQDs光致發(fā)光性能的因素，

5、為進一步優(yōu)化其光致發(fā)光性能打下基礎。結果表明，體內環(huán)境及Gd3+-CQDs合成后不同的后處理工藝對其量子產率有很大的影響。正常人體 pH范圍內 Gd3+-CQDs具有良好的光致發(fā)光性能，說明 Gd3+-CQDs用于人體造影劑時不會受人體 pH的影響。在生理鹽水的中Gd3+-CQDs也可以表現(xiàn)出優(yōu)異的光致發(fā)光性能，但當NaCl的濃度過大時其光致發(fā)光能力明顯降低。NaBH4會把 Gd3+-CQDs中的-C=O還原成-C-OH，進而降低其光致