多功能二氧化硅納米顆粒的制備、表征及其在生物分離分析中的應用.pdf

1、靈敏即時地檢測細菌、病毒等病原體無疑對臨床具有重要的意義，但是目前的檢測手段在檢測低濃度的病原體時，通常需要先進行培養(yǎng)、PCR擴增等，并且樣品中其它雜質會干擾或抑制目標微生物信號。將目標病原體從樣品中分離出來，可以起到預濃縮及降低干擾的作用。磁性納米粒子具有納米粒子一般的特性外還具有超順磁性，在外磁場作用下，固液相的分離十分簡單，可省去離心、過濾等繁雜的操作，并可在外磁場作用下定位，具有十分突出的優(yōu)點。但現(xiàn)有方法制備的磁性納米粒子基本為

2、油溶性且難于官能化，使得其在生物分離分析方面的應用受到嚴重的限制。用SiO2微球包裹的納米磁性不但保留了磁性粒子原有的特性，而且改善了其分散性，同時也為進一步的功能化提供了很好的載體，這樣的一種磁場可控的體系，將在細菌分離檢測方面具有潛在的應用前景。在這種體系中繼續(xù)摻雜熒光物質，形成一種可控熒光體系，這樣不僅可控而且可監(jiān)測，這樣對于研究許多生物機理問題有很大幫助。本論文采用了不同的方法制備了具有生物靶向、熒光以及超順磁三重功能的SiO2

3、納米顆粒，并將之應用于致病菌溶藻弧菌的磁性分離檢測。本論文共分為四章。 論文的第一章為緒論，先概述了納米材料的定義及其特性，然后簡單介紹了幾種常見與生物分析化學相關的納米材料以及它們的應用，包括金納米顆粒，量子點，高分子聚合物納米顆粒和SiO2納米顆粒。最后重點論述了SiO2納米顆粒及其復合材料的制備技術，以及在生物分析化學領域的研究現(xiàn)狀。在綜述的基礎上，提出了本論文的研究設想。 論文的第二章以反相膠束法制備介孔SiO2

4、微球，并應用SEM、TEM、氮氣吸附等多種現(xiàn)代分析手段對所制備的納米微球進行表征。實驗系統(tǒng)地考察了體系中乙醇/水比例，氨水的用量，CATB的用量，溫度和攪拌速度這五個條件對所制備的介孔SiO2微球的粒徑、均一性及分散性的影響。此外，通過樣品的TEM表征以及氮氣吸附-脫附曲線，證明了制備的SiO2微球為介孔材料，且樣品的比表面積為952.4m2/g，平均的孔徑為2.0nm。上述實驗結果得出了合成的最優(yōu)條件，為制備均一單分散且具有可控粒徑的

5、介孔SiO2微球提供方法指導，也為下一步制備SiO2基多功能復合材料提供基礎。本章還采用將熒光團修飾的硅烷前驅體與TEOS共水解的方法制備了粒徑約為400nm的熒光介孔SiO2微球。 論文的第三章本章分別應用水熱法和熱解法制備了超順磁性Fe3O4和MnFe2O4納米粒子，并應用SEM、TEM、XRD、SQUID等方法對所制備的磁性納米粒子的表征，獲得了所制備的磁性納米粒子的性狀特征參數(shù)。結合第二章的實驗結果，針對性地選擇適當?shù)陌?/p>

6、埋方法制備了具有核殼型結構磁性SiO2復合納米顆粒，包括：應用St(o)ber法對由水熱法制備的大粒徑的磁性Fe3O4納米粒子進行包埋，成功制備了以100nm的Fe3O4納米粒子為核、20nm的SiO2為殼的核殼型復合納米顆粒；應用反相膠束法對由熱解法制備的磁性MnFe2O4納米粒子進行了包埋。利用CTAB對油溶性MnFe2O4納米粒子進行了改性，通過改變實驗條件成功制備了具有核殼結構的MnFe2O4@SiO2復合納米顆粒以及納米棒，并

7、提出了相應的原理；應用微乳液法對由熱解法制備的磁性MnFe2O4納米粒子進行包埋，制備了具有核殼型結構、形貌良好、均一性和分散性良好的磁性MnFe2O4@SiO2復合納米顆粒。 論文的第四章以本論文第三章的實驗結果為參考，采用微乳液法制備兩種同時包埋有超順磁性納米粒子和熒光探針的核殼型SiO2復合納米顆粒NP—1和NP-2，其中NP—1以CdTeQDs為熒光探針，NP-2以有機熒光染料分子FITC為熒光探針。選用具有超順磁性、熒