基于鏈接反應的磁納米粒子功能化及其應用研究.pdf

1、磁納米粒子是已確認的在粒徑小于20nm能展現出與尺寸相關的有趣的超順磁性納米材料。在過去的幾十年里，由于潛在的應用價值，磁納米粒子吸引了廣泛的注意力，已經成為研究熱點。由于低毒和能夠被外界磁場操縱，磁納米粒子已經廣泛應用于核磁共振成像，藥物靶標，磁分離DNA、蛋白質和細胞，熱療和免疫分析的癌癥治療。本文致力于功能化的Fe2O3磁材料的設計與合成，對其性能、結構和形態(tài)進行表征，并致力于對其應用的研究。努力實現磁材料、納米技術、生物電化學和

2、光譜化學的有機結合。本研究分為四個部分：
　　 第一章：緒論。介紹了磁納米復合材料的合成原理、特點以及應用研究現狀?？偨Y了合成磁納米材料的方法、特點和生物催化傳感應用，以及鏈接化學在磁納米材料功能化和修飾方面的應用和研究意義。在此基礎上，提出了本論文的研究內容及意義。
　　 第二章：基于鏈接反應的磁納米粒子與多壁碳納米管納米管復合材料的制備、表征及應用。報道了一個新穎的、方便的幾乎單分散的γ-Fe2O3納米粒子修飾多壁碳

3、納米管的方法和其在核磁共振成像(MRI)和藥物運輸中的潛在應用。首先將羧酸活性的多壁碳納米管與炔基化物質反應合成炔基化多壁碳納米管，然后與疊氮基團功能化的γ-Fe2O3納米粒子發(fā)生鏈接化學反應。不同的表征方法證實形成γ-Fe2O3且成功結合到MWNTs上。實驗結果表明，γ-Fe2O3納米粒子可以賦予MWNTs以磁學性質，在外界給定磁場下可以方便地操控運輸。對照實驗表明，γ-Fe2O3/MWNTs納米復合物可以作為增強MRI的顯影劑。為了

4、將該納米復合物用于藥物運輸，我們將溫度響應的脂雙層DDAC包裹在γ-Fe2O3/MWNTs上，以酚紅作為藥物模擬分子。實驗結果表明γ-Fe2O3/MWNTs/DDAC納米復合物非常適合作為穩(wěn)定的小分子量藥物的封裝和釋放，表明了其為很好的藥物運輸納米系統(tǒng)。
　　 第三章：基于二茂鐵嫁接的磁納米粒子的磁轉換生物電催化系統(tǒng)研究?；阪溄踊瘜W反應，把氧化還原基團二茂鐵鏈接到磁納米粒子表面。首先合成疊氮基團功能化的磁納米粒子，再在Cu(Ⅰ

5、)催化下，疊氮基團功能化的磁納米粒子與乙炔基二茂鐵發(fā)生疊氮炔基1，3-耦極環(huán)加成(CuAAC)反應。通過粉末X-射線衍射儀(XRD)，透射電子顯微鏡(TEM)，傅里葉變換紅外光譜儀(FT-IR)和振動樣品磁強計(VSM)等方法對功能化的磁納米粒子的內部結構、表面形貌和元素組成進行表征。實驗證明二茂鐵功能化的磁納米粒子兼有磁性和電化學性質，其中電化學性質取決于炔基二茂鐵，磁性則與炔基二茂鐵無關。Fe2O3納米粒子具有磁性，二茂鐵基團具有電

6、催化活性，本文研究了通過交替外界磁場的位置，在葡萄糖氧化酶作用下的磁開關的生物電催化氧化葡萄糖系統(tǒng)。
　　 第四章：基于二茂鐵嫁接的磁納米粒子的磁、酶雙控生物電催化系統(tǒng)研究。在第三章實驗的基礎上，把含酰胺鍵的氧化還原基團二茂鐵鏈接到磁納米粒子表面。首先合成疊氮基團功能化的磁納米粒子；炔丙基銨鹽酸鹽與二茂鐵甲酸在HOBt、EDCl、NMM、CH2Cl2條件下發(fā)生羧基氨基縮合反應制得有酰胺鍵的炔基化二茂鐵，再在Cu(Ⅰ)催化下，疊氮

7、基團功能化的磁納米粒子與乙炔基二茂鐵發(fā)生疊氮炔基1，3耦極環(huán)加成(CuAAC)反應。并通過粉末X-射線衍射儀(XRD)，透射電子顯微鏡(TEM)，傅里葉變換紅外光譜儀(FT-IR)和振動樣品磁強計(VSM)等方法對功能化的磁納米粒子的結構、表面形貌和元素組成進行表征。實驗證明二茂鐵功能化的磁納米粒子兼有磁性和電化學性質，其中電化學性質取決于炔基二茂鐵，磁性則與炔基二茂鐵無關。沒有外界磁場作用時，生物催化功能活性受到抑制，也就觀察不到電化