基于磁性納米粒子的多功能復(fù)合材料的制備及其生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用研究.pdf

1、超順磁性納米粒子因其特有的小尺寸、磁響應(yīng)快速等特點(diǎn)在生物及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中有著顯著的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，在特定細(xì)胞分離、藥物的靶向輸運(yùn)、核磁共振成像造影劑、磁熱療等方面，具有非常廣闊的應(yīng)用前景。而熒光量子點(diǎn)與貴金屬(Au、Ag)納米粒子在生物醫(yī)學(xué)成像方面展現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用前景。近年來(lái)的研究熱點(diǎn)之一即是具有熒光與磁性雙重功能或多重功能的復(fù)合納米結(jié)構(gòu)的制備及其生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。現(xiàn)有的合成方法往往過(guò)分關(guān)注納米粒子的結(jié)晶性、分散性，而忽視了制備方法的簡(jiǎn)便性、安全性

2、以及對(duì)環(huán)境的影響。本論文圍繞基于超順磁性納米粒子的熒光一磁性雙功能納米復(fù)合結(jié)構(gòu)制備及其應(yīng)用這一課題，力圖發(fā)展一種簡(jiǎn)便、綠色、通用的水相制備方法，主要研究超順磁性納米粒子的簡(jiǎn)便合成工藝、熒光量子點(diǎn)．超順磁性納米粒子復(fù)合結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)便制備及其生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用、Ag-Fe3O4復(fù)合納米結(jié)構(gòu)的一步法制備、核殼結(jié)構(gòu)磁性納米粒子自組裝成環(huán)機(jī)理研究及其在核磁共振成像領(lǐng)域的應(yīng)用等。主要內(nèi)容包括:
　　 1、共沉淀法與氧化還原法制備超順磁性Fe3O4納米

3、粒子:利用水合肼作為還原劑和沉淀劑，采用共沉淀法制備了磁性Fe3O4納米粒子；在檸檬酸三鈉的水溶液中加入Fe(NO)3溶液，在120℃下利用水合肼還原Fe(Ⅲ)來(lái)制備粒徑分布在7-9nm的超順磁性Fe3O4納米粒子；將制各的超順磁性Fe3O4納米粒子成功封裝進(jìn)了脂質(zhì)體之中；獲得的脂質(zhì)體囊泡尺寸分布主要集中在200nm-400nm之間。
　　 2、利用水合肼作為還原劑與沉淀劑、檸檬酸三鈉作為表面活性劑在90℃下水熱法成功合成了5n

4、m粒徑的超順磁性Fe3O4納米粒子，以該納米粒子作為種子，經(jīng)由一個(gè)簡(jiǎn)單的水相反應(yīng)、使用檸檬酸三鈉作為表活劑與偶聯(lián)劑，成功制備了Fe3O4-CdSe/CdS復(fù)合納米結(jié)構(gòu)，其中Cd2+與Se2+和S2+的摩爾比是量子點(diǎn)形成的關(guān)鍵。X-射線衍射花樣(XRD)與高分辨透射電子顯微鏡(HRTEM)照片、吸收譜證實(shí)了核殼結(jié)構(gòu)CdSe/CdS量子點(diǎn)的生成，熒光譜證明了產(chǎn)物在584nm附近有較強(qiáng)的熒光發(fā)射，同時(shí)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)CdS的發(fā)光峰也說(shuō)明了CdS并未單

5、獨(dú)形核；激發(fā)譜則表明不同能量的激發(fā)光對(duì)熒光量子點(diǎn)發(fā)射的熒光強(qiáng)度有極大影響，熒光顯微鏡觀察結(jié)果也說(shuō)明了這一點(diǎn)；磁測(cè)量數(shù)據(jù)證明產(chǎn)物為超順磁性。檸檬酸三鈉本身既作為表面活性劑、偶聯(lián)劑，同時(shí)又起到了生物修飾的作用。這一復(fù)合納米結(jié)構(gòu)可以被外磁場(chǎng)操控，并且具備雙光子成像能力與T2核磁共振成像能力，細(xì)胞實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步表明這一復(fù)合納米結(jié)構(gòu)可以被用于細(xì)胞標(biāo)記與熒光成像。
　　 3、使用檸檬酸三鈉作為表面活性劑與偶聯(lián)劑、水合肼為還原劑和沉淀劑，AgN0

6、3與Fe(NO)3溶液為反應(yīng)物，在90℃條件下，通過(guò)簡(jiǎn)單的一步法水熱反應(yīng)12小時(shí)制備了Ag-Fe3O4復(fù)合納米材料，避免了繁瑣的多步反應(yīng)，XRD、HRTEM數(shù)據(jù)證明了產(chǎn)物由Ag納米粒子與Fe3O4納米粒子偶聯(lián)成復(fù)合結(jié)構(gòu)。同時(shí)我們研究了表面活性劑、Ag+與Fe3+比例、水合肼用量等對(duì)最終產(chǎn)物形貌的影響，并發(fā)現(xiàn)了幾種有趣的復(fù)合結(jié)構(gòu)，而且發(fā)現(xiàn)產(chǎn)物在800nm雙光子激發(fā)下有明顯熒光發(fā)射，證明了這種雙組分復(fù)合納米結(jié)構(gòu)具備雙光子成像能力。核磁共振成

7、像(MRI)測(cè)試發(fā)現(xiàn)即便產(chǎn)物濃度在25μg/mL時(shí)其T2弛豫時(shí)間仍然小于2毫秒，而水的T2弛豫時(shí)間則為300毫秒左右，這表明這種雙組分復(fù)合納米結(jié)構(gòu)可用作T2核磁成像造影劑。
　　 4、在水熱體系中，通過(guò)調(diào)節(jié)Ag+與Fe3+離子的比例，利用簡(jiǎn)單的一步反應(yīng)大量制備了自組裝形成的納米環(huán)結(jié)構(gòu)，XRD數(shù)據(jù)證明產(chǎn)物之中同時(shí)含有Ag與Fe304兩種物質(zhì)，HRTEM數(shù)據(jù)和電子能譜(EDS)線掃描數(shù)據(jù)則證明了構(gòu)成納米環(huán)的粒子是Ag核Fe3O4殼層