多功能熒光納米顆粒的設計合成與生物應用研究.pdf

1、納米材料由于尺寸小而具有納米效應，使得材料自身在物理、化學性能方面較塊狀材料都有顯著的提高。其中，納米顆粒的結構組成多樣性使其在實際應用中具有優(yōu)異的可設計性。而熒光技術具有靈敏性好、選擇性強、方便、多樣化等優(yōu)勢，近年來已經被廣泛應用于生物醫(yī)藥領域。熒光納米材料是熒光技術與納米技術的結合，由于其優(yōu)異的光學性能、高靈敏度及快速響應等優(yōu)勢，越來越受到人們的重視，并被廣泛應用于生命科學等諸多方面（尤其是生物醫(yī)藥領域），令其在該方面具有重要的學術

2、價值以及廣闊的應用開發(fā)前景。本文成功地合成了一系列多功能的熒光納米顆粒，并對它們在相關生物領域的應用進行了較為詳細的研究。本研究主要內容包括：
　?、爬脽o水反相微乳液聚合方法，使用液態(tài)親水單體N, N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)成功制備了尺寸2.6 nm的PDMAA納米微凝膠，并對其組成及形貌進行了表征。利用反相微乳液體系的特點，通過體系水含量的調節(jié)，制備了一系列10nm以下不同尺寸的PDMAA納米微凝膠，實現(xiàn)了對產物納米顆粒尺

3、寸的可控。在上述體系中，我們首次發(fā)現(xiàn)并研究了關于該“無水反相微乳液”聚合體系自沉淀現(xiàn)象。通過電鏡表征了聚合物納米顆粒通過自組裝方式形成的聚集體形貌，并模擬了其析出方式。在此基礎上，設計并實施了表面活性劑AOT的循環(huán)利用實驗。并使用上述自沉淀方式得到的PDMAA聚合物納米微凝膠作為納米反應器，用于絡合有機金屬，并對其結構組成進行了表征。同時利用反相微乳液體系的特點，在聚合過程中引入熒光染料分子，從而得到具有熒光性能的超細聚合物納米顆粒。<

4、br>　?、圃诜聪辔⑷橐后w系制備PDMAA納米凝膠粒子的基礎上引入Ag+，通過紫外光照的方式，成功使用模板法和原位還原法制備聚合物/銀雜化納米顆粒。其中模板法以PDMAA中N-Ag的特異性結合吸附Ag+，制備的雜化銀納米顆粒具有良好的熒光性能，其形貌尺寸與模板聚合物納米顆?；疽恢?，可通過改變模板聚合物粒子尺寸對產物雜化銀納米顆粒形貌的調控。而原位還原法利用反相微乳液膠束的特點，有效避免了模板法中游離Ag+的影響，制備了單分散性更好的聚

5、合物/銀雜化納米顆粒，并可通過調節(jié)體系AgNO3水溶液含量實現(xiàn)對粒子尺寸的調控。對上述兩種方法合成的雜化銀納米顆粒進行了抗菌性能的表征，以大腸桿菌為目標模型菌，采用傳統(tǒng)平板菌落計數(shù)法，結果表明兩種雜化銀納米顆粒均有效抑制了大腸桿菌的生長，表現(xiàn)出優(yōu)異的抗菌性能。
　?、且愿邷責嶙⑷敕ㄖ苽淞顺叽缇弧⒎稚⑿院玫挠腿苄訡dSe量子點。通過控制體系的反應時間得到一系列不同尺寸的CdSe量子點，上述材料在相同激發(fā)波長下可發(fā)射出不同波長的熒光

6、，隨著粒子尺寸的增長，熒光峰呈逐漸紅移趨勢。以CdSe為內核，分別采用熱注入有機金屬法和采用連續(xù)離子層吸附反應(SILAR)法在表面包覆鈍化層，分別制備了CdSe@ZnSe與CdSe@CdS核殼型量子點。采用反相微乳液法制備QD@SiO2納米顆粒，研究了Triton X-100以及IgepalCO520體系中各組分條件對產物形貌的影響。最終通過Igepal CO520/正丁醇體系制備出形貌規(guī)整、尺寸均一、分散性好的QD@SiO2核殼結構

7、納米顆粒。通過硅烷偶聯(lián)劑使得QD@SiO2表面帶上巰基，使之與原子轉移自由基聚合(ATRP)法制備的熒光線性聚合物末端的溴原子發(fā)生點擊化學反應，進而制備雙熒光復合量子點納米材料。
　?、仍诟邷責峤夥ㄖ苽浯判粤Ｗ拥幕A之上，對實驗配方進行改良，使用油胺代替昂貴的二元醇還原劑，成功制備了尺寸均一、分散性好、形貌規(guī)整的CoFe2O4納米顆粒。同時研究了體系內反應條件參數(shù)（反應溫度、溶劑種類、金屬前軀體用量、還原劑/溶劑體積比等）對反應體

8、系的影響，實現(xiàn)了對產物CoFe2O4粒子尺寸及形貌的調控。以反相微乳液法制備了表面含有螯爪性雙羧基的CoFe2O4納米顆粒，螯合Cu2+后可對牛血紅蛋白(BHb)進行特異性吸附，由于其尺寸小表面修飾材料簡單，其飽和吸附率遠大于文獻報道值，可用作高效蛋白分離工具。此外，我們通過多巴胺對CoFe2O4粒子進行改性后，以可逆性非共價結合方式吸附單層人血清白蛋白(HSA)，然后以相同方式吸附合成的苝酰亞胺水溶性小分子，成功制備了具有熒光磁性雙功