量子點(diǎn)和磁性納米-亞微米粒子的制備及其在2,4-二氯苯氧乙酸檢測(cè)中的應(yīng)用探討.pdf

1、半導(dǎo)體納米粒子(量子點(diǎn))具有高量子產(chǎn)率、良好的抗光漂白能力、寬吸收峰、窄而對(duì)稱的發(fā)射峰、較大的斯托克位移、光學(xué)性質(zhì)的尺寸依賴性等優(yōu)異的光學(xué)性能，使其在光電子學(xué)和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。磁性納米粒子具有超順磁性、低居里溫度與高磁化率等磁學(xué)性質(zhì)，使其在磁存儲(chǔ)、催化和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。諸如，F(xiàn)e3O4/Au、Fe3O4/SiO2、CdTe/SiO2等復(fù)合型納米粒子兼具雙重納米粒子的優(yōu)異性能，已在分析科學(xué)和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域引起了極大

2、的關(guān)注。本論文瞄準(zhǔn)功能性納米粒子探針在食品安全檢測(cè)中應(yīng)用的巨大潛在優(yōu)勢(shì)，開展了以下幾個(gè)方面的工作：
　　 一、采用水相合成法制備出了巰基丙酸修飾的綠、黃、紅三種熒光顏色的CdTe量子點(diǎn)，優(yōu)化后的反應(yīng)溫度為105℃。然后，在醇-水體系中一鍋法制備出了160-470nm的CdTe@SiO2-NH2的復(fù)合微球，同時(shí)初步探討了SiO2在CdTe表面的生長(zhǎng)模式。優(yōu)化了APTS加入時(shí)間，反應(yīng)開始30 min后加入APTS，得到的粒子表面氨基

3、含量最高。這種復(fù)合微球具有與原來量子點(diǎn)相當(dāng)?shù)牧孔赢a(chǎn)率，同時(shí)具有良好的水溶性、膠體穩(wěn)定性、化學(xué)反應(yīng)性。為量子點(diǎn)作為熒光標(biāo)記物的應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。
　　 二、在二芐醚和苯酚體系中通過高溫分解乙酰丙酮鐵，一鍋法制備出了水溶性的超順磁性Fe3O4納米粒子。采用TEM、XRD、FT-IR、UV-vis、Raman、TG、VSM等手段對(duì)其形貌、晶體結(jié)構(gòu)、表面性質(zhì)以及磁學(xué)性能進(jìn)行表征。結(jié)果表明：通過調(diào)整苯酚與乙酰丙酮鐵的摩爾比例可得到粒徑在19

4、.3±4.4-9.7±1.5 nm的Fe3O4納米粒子，同時(shí)磁飽和度在51.3-62.9 emu/g范圍內(nèi)變化。苯酚在反應(yīng)中起到了還原劑、穩(wěn)定劑的雙重作用，同時(shí)苯酚的氧化產(chǎn)物絡(luò)合在Fe3O4納米粒子表面提供了磁性納米粒子的水溶性。該研究為高溫分解法制備水溶性Fe3O4納米粒子提供了可能，并有望用于其它水溶性納米粒子的合成。
　　 三、首先，通過溶劑熱法制備出了Fe3O4@Organic Layer微球。然后，通過反相微乳液法制備

5、了Fe3O4@Organic Layer@SiO2復(fù)合微球。最后，用APTS作為氨基化試劑制備出了Fe3O4@Organic Layer@SiO2-NH2復(fù)合微球。同時(shí)，采用TEM、XPS、FT-IR、TG、XRD、VSM等手段對(duì)其形貌、晶體結(jié)構(gòu)、表面性質(zhì)以及磁學(xué)性質(zhì)進(jìn)行表征。結(jié)果表明：通過調(diào)節(jié)2-硫代巴比酸的用量可以使Fe3O4@Organic Layer復(fù)合微球的磁飽和度在28-56 eum/g調(diào)節(jié)。每個(gè)Fe3O4@Organic

6、Layer都被約30 nm的氧化硅殼包裹，F(xiàn)e3O4@有機(jī)層@SiO2復(fù)合微球的平均粒徑為538 nm；Fe3O4表面的有機(jī)層對(duì)于避免Fe3O4被氧化成Fe2O3有一定保護(hù)作用。Fe3O4@Organic Layer@SiO2-NH2復(fù)合微球的磁飽和度為35 eum/g。最后的氨基功能化復(fù)合微球不但具有良好的化學(xué)反應(yīng)性和生物相容型，并且與傳統(tǒng)納米粒子相比具有更大的表面積(有利于連接跟多的生物大分子)以及相對(duì)較小的比表面積(減少磁性微球的

7、非特異性吸附)。因此，這種復(fù)合微球在體外生物樣品的特異性富集和分離方面具有巨大的應(yīng)用潛力。
　　 四、高溫分解制備油溶性的Fe3O4納米粒子為磁性核，然后多次還原氯金酸使其表面形成Au殼，最后在表面活性劑CTAB協(xié)助下進(jìn)行轉(zhuǎn)溶，從而得到了水溶性的核殼型Fe3O4@Au納米粒子。在高壓反應(yīng)釜中，通過改變反應(yīng)溫度，聚乙烯亞胺，乙酸鈉和乙二醇的用量制備出了223-321nm范圍內(nèi)的水溶性Fe3O4-PEI復(fù)合微球。通過自組裝方法得到了

8、具有良好磁響應(yīng)性和光學(xué)性能的組裝型Fe3O4-Au復(fù)合粒子。這種復(fù)合型納米粒子不但具有磁性納米材料的一切優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)將納米金的光學(xué)性能和良好的生物相容性引入進(jìn)來，因此是一種極具潛力的候選標(biāo)記材料。
　　 五、成功制備出了2，4-D抗體標(biāo)記的磁性探針和2，4-D-OVA標(biāo)記的熒光探針，優(yōu)化了OVA的用量和反應(yīng)的最適pH。在此基礎(chǔ)上通過競(jìng)爭(zhēng)法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)中2，4-D的檢測(cè)，最低檢測(cè)限可達(dá)43 nm/ml。另外，該體系中的2，4-D、2，