生物醫(yī)藥用納米粒子的制備與性質(zhì)研究.pdf

1、目前，多組分多功能納米材料在納米科學技術領域的應用已遠遠超過了單組分納米材料，其不同尋常的納米結(jié)構使其不僅保持了各組分的納米材料的特性及功能，更出現(xiàn)了不同于各組分材料所不具備新穎的、多樣化的特殊性能和發(fā)展?jié)撃堋?br>　　 基于單組份磁性材料鐵及其氧化物和納米金的研究，近年來這兩種材料的復合材料引起了大家的廣泛的關注。鐵和金的復合材料不僅保留了兩組份各自的磁學和光學性質(zhì)，并彌補了各自的不足之處。其協(xié)同作用不僅可以增強其性能，也可能超越

2、兩組份原有的性能。通過具有生物友好性的分子對其進行表面修飾，不僅使其具有更好的水溶性、生物相容性，而且易于連接到生物大分子上，使該類型納米粒子在生物醫(yī)學上具有更加廣闊的應用前景。一般方法合成的納米粒子僅在有機溶劑中有很好的分散性，極大程度的限制了其應用潛能，尤其是生物醫(yī)藥用的納米粒子不僅要求粒子具有很好的穩(wěn)定性和單分散性，而且其研究一般都是在水溶液或體液中進行，故制備與合成具有單分散性和穩(wěn)定性的水溶性的納米粒子是十分必要的。
　　

3、 本文通過采用兩種生物友好性的兩性聚合物分子作為表面活性劑，利用納米微乳液法制備了一系列具有很好的雙相分散性的納米粒子，不僅在有機溶劑(正己烷)中具有很好的長期穩(wěn)定性和分散性能，在無機溶劑(水溶液)中同樣具有優(yōu)異的穩(wěn)定性和分散性能，擴展了其在生物醫(yī)學、醫(yī)藥領域的應用范圍。本論文的主要工作如下：
　　 1、雙相分散的ZnO納米粒子的制備及性質(zhì)研究
　　 采用納米微乳液法，以聚乙烯吡咯烷酮分子(PVP)和聚環(huán)氧乙烷-環(huán)氧丙

4、烷-環(huán)氧乙烷(PEO-PPO-PEO)嵌段共聚合物為表面活性劑合成雙相分散的ZnO納米粒子。通過紅外光譜(FTIR)對表面活性劑分子與所得納米粒子的進行表征，結(jié)果表明表面活性劑分子PVP和PEO-PPO-PEO分子確實結(jié)合在納米粒子的表面；利用透射電子顯微鏡(TEM)、X-射線衍射儀(XRD)對納米粒子的形狀、大小、粒度分布、結(jié)構進行分析，結(jié)果表明該ZnO納米粒子為六方纖鋅礦結(jié)構，粒徑大小均勻，具有很好的結(jié)晶性。在有機溶劑(正己烷)和無

5、機溶劑(水溶液)中均具有優(yōu)異的分散性能，且皆擁有很好的紫外吸收性能和熒光發(fā)射性能，尤其是在380nm激發(fā)光下產(chǎn)生很好的藍綠發(fā)射光和黃綠發(fā)射光，為其在醫(yī)藥領域和光半導體的應用潛能提供依據(jù)。
　　 2、雙相分散的兼具光磁學性的核殼型Fe3O4/Au納米粒子的制備與性質(zhì)研究及表面修飾
　　 采用納米微乳液法，以PVP分子和PEO-PPO-PEO分子為表面活性劑制備了球形單分散的核殼型Fe3O4/Au納米粒子。紅外光譜(FTIR

6、)表征顯示表面活性劑分子確實存在于納米粒子表面；通過透射電子顯微鏡(TEM)和X-射線衍射(XRD)納米粒子的形狀、大小、粒度分布、結(jié)構進行分析，結(jié)果證實了Fe3O4/Au納米粒子的核殼型結(jié)構，納米粒子幾乎成球形，粒徑小、均一(均小于10nm)并具有很好的單分散性。通過紫外-可見分光光度計(UV-vis)對樣品進行光學測試，結(jié)果表明該核殼型Fe3O4/Au納米粒子可以直接分散到水溶液中形成均一的膠體溶液，且無論在有機溶劑(正己烷)還是無

7、機溶劑(水溶液)中皆具有優(yōu)異的光學性能、分散性能。利用樣品振動磁強計(VSM)對其磁學性能進行表征，結(jié)果證實該核殼型納米粒子擁有良好的磁學性能，室溫條件下顯示近超順磁性或軟鐵磁性，在外界磁場下顯示出很好分散.收集性能。通過表面修飾，將鏈霉親和素.異硫氰酸熒光素偶聯(lián)到合成的Fe3O4/Au納米粒子表面。利用鏈霉親和素和生物素的高親和力，可以實現(xiàn)多功能納米粒子與連有生物素的生物大分子如細胞結(jié)合。預計該類多功能納米粒子在生物醫(yī)學包括細胞分離、

8、人類疾病的診斷、監(jiān)測和治療方面具有潛在應用價值。
　　 3、雙相分散的兼具光磁學性FeAu合金型納米粒子的制備與性質(zhì)研究
　　 采用納米微乳液法，以PVP分子和PEO-PPO-PEO分子為表面活性劑制備了兼具光磁學性質(zhì)的FeAu合金納米粒子，紅外光譜(FTIR)表征顯示聚合物分子確實包裹在納米粒子的表面；透射電子顯微鏡(TEM)、高倍透射電子顯微鏡(HRTEM)、X-射線衍射儀(XRD)對納米粒子的形狀、大小、粒度分布、

9、結(jié)構進行分析，分析表明該類型納米粒子具有很高的結(jié)晶性和單分散性，TEM和粒徑統(tǒng)計表明FeAu合金納米粒子的平均粒徑小，粒徑分布窄，也直接證實了FeAu合金是單一的納米粒子。通過紫外-可見分光光度計(UV-vis)對其光學性質(zhì)進行分析，結(jié)果表明合金納米粒子也同時兼具了金的光學性能，在550nm～580nm之間出現(xiàn)良好的表面等離子共振吸收。樣品振動磁強計(VSM)測試表明在室溫條件下該FeAu合金納米粒子顯示出良好軟鐵磁性或近超順磁性，具有

10、很小的矯頑力。通過修改的郎之萬方程對其磁滯回線進行擬合，結(jié)果顯示雙相疊加擬合效果明顯優(yōu)于單相擬合效果，表明說明了鐵和金形成的單一的FeAu合金納米粒子，同時也對納米粒子的粒度分布進行了合理的解釋。此外，表面活性劑的包裹使該合金納米粒子具有優(yōu)異的水溶性和生物相容性，無論在有機溶劑(正己烷)和無機溶劑(水溶液)中具有優(yōu)異的分散性能及其優(yōu)異的光磁性能，可以通過納米粒子在溶液中快速，高效，可逆的分散，收集過程得到直觀說明。因此，該納米粒子有望在