新型光學(xué)-磁性納米生物材料的液相合成、表征及性質(zhì)研究.pdf

1、近年來(lái)，磁性、熒光及熒光磁性納米復(fù)合材料的合成、表征及其生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用引起了越來(lái)越廣泛的關(guān)注。納米材料的控制合成是實(shí)現(xiàn)材料性能調(diào)控及應(yīng)用的基礎(chǔ)。建立和改進(jìn)合成方法以制備粒徑和形貌均一、分散性好、性質(zhì)穩(wěn)定、生物兼容性好的納米材料是納米科學(xué)最重要的研究方向之一。雖然目前已經(jīng)建立了有機(jī)相合成法、微乳液法及St(o)ber法等多種制備磁性、熒光及熒光磁性納米材料的方法，但是這些方法有的制備和純化過(guò)程復(fù)雜、費(fèi)時(shí)費(fèi)力，有的原料價(jià)格昂貴、毒性較大，很難

2、用于納米材料的大規(guī)模制備。由此可知，建立制備和純化過(guò)程簡(jiǎn)單、原料價(jià)格低廉、無(wú)毒或毒性較小、且產(chǎn)物性能穩(wěn)定可靠、尺寸及形貌可控的合成熒光磁性納米材料的新方法具有十分重要的意義。
　　 基于此，本學(xué)位論文在前人工作的基礎(chǔ)上，圍繞建立制備性質(zhì)優(yōu)異的熒光磁性雙功能納米顆粒的新方法進(jìn)行了深入研究，取得了下述創(chuàng)新性結(jié)果：
　　 (1)考察了檸檬酸濃度和pH對(duì)氧化鐵納米顆粒的飽和磁化強(qiáng)度(Ms)值、結(jié)晶度以及分散行為的影響，制備了生理

3、pH下穩(wěn)定分散的超順磁性氧化鐵納米顆粒。
　　 (2)首次在乙醇和水的混合溶液中通過(guò)硅烷水解將氧化鐵納米顆粒和羅丹明B結(jié)合，制備了同時(shí)具有光學(xué)和磁學(xué)性質(zhì)的新型多功能納米材料并對(duì)其性質(zhì)進(jìn)行表征。
　　 (3)首次利用疏水作用建立了一種將非水溶性有機(jī)熒光染料與磁性納米顆粒有機(jī)結(jié)合的液相合成新方法，該方法制備過(guò)程簡(jiǎn)單并且有效的解決了染料泄漏問(wèn)題。
　　 (4)以桑色素、硅烷和鋁鹽為原料，通過(guò)將磁性氧化鐵納米顆粒和桑色素

4、-Al3+絡(luò)合物結(jié)合，建立了一種制備熒光磁性納米顆粒的新方法。該方法降低了實(shí)驗(yàn)成本并解決了染料泄露。
　　 (5)利用氨基與量子點(diǎn)之間的結(jié)合作用，在水醇混合液中制備了含有CdTe量子點(diǎn)和氧化鐵納米顆粒的多功能二氧化硅納米顆粒并對(duì)其性質(zhì)進(jìn)行表征。
　　 (6)以氧化鋁、桑色素以及TEOS等為原料，利用桑色素與鋁離子之間的絡(luò)合作用，在醇水混合溶液中建立了一種制備熒光二氧化硅納米顆粒的新方法，并解決了桑色素泄露問(wèn)題。
　

5、　 論文共分為七章：
　　 第一章：簡(jiǎn)要介紹了納米材料主要性質(zhì)及表征方法，并對(duì)熒光、磁性及熒光磁性納米顆粒的制備及生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用進(jìn)展做了較為全面的綜述。
　　 第二章：以Fe2+和Fe3+為原料，NH3·H2O和檸檬酸分別為沉淀劑和分散劑，通過(guò)共沉淀方法在室溫下制備磁性氧化鐵納米顆粒，并系統(tǒng)考察了檸檬酸濃度和pH值對(duì)產(chǎn)物的結(jié)晶度、磁性及分散性的影響，制備了生理pH下穩(wěn)定分散的超順磁性氧化鐵納米顆粒。
　　 第三章

6、：在水醇混合溶液中制備了同時(shí)含有羅丹明B和氧化鐵納米顆粒的二氧化硅納米球，并對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行了一系列表征。結(jié)果表明產(chǎn)物粒徑為納米尺度，飽和磁化強(qiáng)度為10 emug-1，激發(fā)和發(fā)射波長(zhǎng)分別為520 nm和568 nm。這些結(jié)果證明制備的納米顆粒同時(shí)具有光學(xué)和磁學(xué)性質(zhì)。
　　 第四章：利用十六烷基三甲氧基硅烷和正硅酸四乙酯共同水解在氧化鐵納米顆粒表面包裹一層含有羅丹明6G的疏水性二氧化硅，再通過(guò)TEOS水解在顆粒表面再包上一層親水性二氧化

7、硅。結(jié)果表明制備的納米材料具有良好的磁性和光學(xué)性質(zhì)，顆粒的熒光強(qiáng)度在6天內(nèi)幾乎沒有變化，說(shuō)明其光學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。這對(duì)于完善熒光磁性納米材料的液相制備方法具有重要意義。
　　 第五章：首先在共沉淀方法制備的氧化鐵納米顆粒表面包裹一層二氧化硅，然后再包裹一層氧化鋁，最后加入桑色素，因?yàn)樯Ｉ嘏c顆粒表面活性鋁離子能夠形成熒光絡(luò)合物，從而制備了一種新型的熒光磁性納米顆粒。表征結(jié)果表明產(chǎn)物為納米材料，并且具有良好的磁性和光學(xué)性質(zhì)。此工作對(duì)于建

8、立低成本、熒光性質(zhì)穩(wěn)定的光學(xué)磁性納米顆粒的液相合成方法有重要意義。
　　 第六章：首先用二氧化硅包裹氧化鐵納米顆粒，然后在其表面修飾上氨基使CdTe量子點(diǎn)組裝到顆粒表面，最后在顆粒外再包上一層二氧化硅。表征結(jié)果表明產(chǎn)物具有良好的磁性和光學(xué)性質(zhì)，可以通過(guò)外加磁場(chǎng)調(diào)控并可通過(guò)熒光顯微鏡檢測(cè)。和已有的制備由量子點(diǎn)和磁性納米顆粒組成的多功能納米材料的方法相比，這種方法需要的有機(jī)溶劑量較少，而且制備過(guò)程較為簡(jiǎn)單。
　　 第七章：以