非計量硒化銅材料的可控合成及其在生化分析和光熱治療中的應用.pdf

1、半導體材料以其獨特的結構和性質受到科研工作者的極大關注，其中銅硫屬納米晶作為一類典型的p-型半導體材料，在電學、光學和熱學等領域都表現(xiàn)出優(yōu)越的性能，成為了近年來熱門的研究材料。這類半導體材料價格低廉，形貌多樣，具有良好的生物相容性和半導體特性，從而被廣泛應用于生物傳感、催化、太陽能電池和生物醫(yī)學等領域。此外，由于銅硫屬納米晶可摻雜而在近紅外區(qū)表現(xiàn)出很強的局域表面等離子體共振（LSPR）性質，所以其特殊的光學性質成為當前研究的熱點。銅硫屬

2、材料的LSPR是由銅缺陷引起的自由載流子（空穴）產(chǎn)生的，不同于貴金屬納米材料（如Au、Ag等）中由自由電子所產(chǎn)生的LSPR。這類新型的等離子體共振材料，由于其突出的LSPR性質，能夠將光能轉化為熱能，在近紅外區(qū)表現(xiàn)出良好的光熱轉換效率，從而在光熱治療（PTT）和光動力學治療（PDT）等微創(chuàng)腫瘤治療技術中得到廣泛應用。
　　目前，大多數(shù)合成銅硫屬材料的方法具有成本較高，耗時長，制備過程繁瑣等缺陷，這些方法合成的材料在水中的分散性較差

3、，難以修飾，限制了其在生物醫(yī)學中的應用。因此，開發(fā)研究高效的制備方法并拓寬銅硫屬材料的應用范圍具有一定的實際意義和價值。本文圍繞上述的研究難點，在前人研究的基礎上，以非計量銅硫屬材料的可控合成及其在生物醫(yī)學上的應用為目的，展開了如下的具體工作：
　?。?）建立了一種表面活性劑輔助的溶劑熱法，可控合成了三元的Cu2-xSySe1-y合金材料。研究包含三個方面的內容：1）通過溶劑熱法，首先成功合成了具有花狀結構的Cu2-xSySe1-

4、y，并對材料的合成、表征和性質進行了研究。2）分析了不同的反應條件對Cu2-xSySe1-y合金材料粒徑大小和形貌的影響，并具體考察了Cu2-xSySe1-y的形貌演變歷程。3）由于合成的三元合金材料具有廣譜的吸收帶和較大的比表面積，將其與陽離子熒光染料羅丹明6G作用，構建了“off-on”的檢測體系用于血清中巰基化合物的靈敏分析。
　?。?）基于簡單的氧化還原反應，室溫條件下，在碳納米管表面原位合成了非計量的Cu2-xSe NP

5、s，并對該納米組裝體進行了一系列詳細表征。所合成的Cu2-xSe/CNTs具有良好的水分散性和特殊的光學性質，在近紅外區(qū)表現(xiàn)出較強的局域表面等離子體共振吸收，并且其LSPR性質可以通過控制反應條件而進行調節(jié)。基于Cu2-xSe/CNTs的LSPR性質，進一步研究了該組裝體的光熱轉換效率和生物毒性。實驗結果表明，Cu2-xSe/CNTs的光熱轉換能力高于單一的Cu2-xSe NPs和CNTs，同時又具有良好的生物相容性。最后，在此基礎上，

6、成功地將該復合材料應用于體外癌細胞的光熱治療。與單一的Cu2-xSe NPs和CNTs相比，兩種不同類型納米材料的聯(lián)用顯著提高了光熱治療的效果。
　　通過以上的實驗研究，我們建立了一種表面活性劑輔助的溶劑熱法，可控合成了具有優(yōu)良理化性質的三元Cu2-xSySe1-y微米花，并將其用于對生物小分子的分析檢測。在室溫條件下，基于簡單的氧化還原反應，在CNTs表面原位合成了Cu2-xSe NPs，通過對單一和復合材料光熱轉換能力的考察，