多功能熒光納米顆粒的設(shè)計(jì)合成與生物應(yīng)用研究.pdf

1、納米材料由于尺寸小而具有納米效應(yīng)，使得材料自身在物理、化學(xué)性能方面較塊狀材料都有顯著的提高。其中，納米顆粒的結(jié)構(gòu)組成多樣性使其在實(shí)際應(yīng)用中具有優(yōu)異的可設(shè)計(jì)性。而熒光技術(shù)具有靈敏性好、選擇性強(qiáng)、方便、多樣化等優(yōu)勢(shì)，近年來已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)藥領(lǐng)域。熒光納米材料是熒光技術(shù)與納米技術(shù)的結(jié)合，由于其優(yōu)異的光學(xué)性能、高靈敏度及快速響應(yīng)等優(yōu)勢(shì)，越來越受到人們的重視，并被廣泛應(yīng)用于生命科學(xué)等諸多方面（尤其是生物醫(yī)藥領(lǐng)域），令其在該方面具有重要的學(xué)術(shù)

2、價(jià)值以及廣闊的應(yīng)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(duì)它們?cè)谙嚓P(guān)生物領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行了較為詳細(xì)的研究。本研究主要內(nèi)容包括：
　　⑴利用無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(duì)其組成及形貌進(jìn)行了表征。利用反相微乳液體系的特點(diǎn)，通過體系水含量的調(diào)節(jié)，制備了一系列10nm以下不同尺寸的PDMAA納米微凝膠，實(shí)現(xiàn)了對(duì)產(chǎn)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(guān)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(chǔ)上，設(shè)計(jì)并實(shí)施了表面活性劑AOT的循環(huán)利用實(shí)驗(yàn)。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(yīng)器，用于絡(luò)合有機(jī)金屬，并對(duì)其結(jié)構(gòu)組成進(jìn)行了表征。同時(shí)利用反相微乳液體系的特點(diǎn)，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(xì)聚合物納米顆粒。<

4、br>　　⑵在反相微乳液體系制備PDMAA納米凝膠粒子的基礎(chǔ)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(jié)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?；疽恢拢赏ㄟ^改變模板聚合物粒子尺寸對(duì)產(chǎn)物雜化銀納米顆粒形貌的調(diào)控。而原位還原法利用反相微乳液膠束的特點(diǎn)，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(diào)節(jié)體系A(chǔ)gNO3水溶液含量實(shí)現(xiàn)對(duì)粒子尺寸的調(diào)控。對(duì)上述兩種方法合成的雜化銀納米顆粒進(jìn)行了抗菌性能的表征，以大腸桿菌為目標(biāo)模型菌，采用傳統(tǒng)平板菌落計(jì)數(shù)法，結(jié)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(zhǎng)，表現(xiàn)出優(yōu)異的抗菌性能。
　　⑶以高溫?zé)嶙⑷敕ㄖ苽淞顺叽缇?、分散性好的油溶性CdSe量子點(diǎn)。通過控制體系的反應(yīng)時(shí)間得到一系列不同尺寸的CdSe量子點(diǎn)，上述材料在相同激發(fā)波長(zhǎng)下可發(fā)射出不同波長(zhǎng)的熒光

6、，隨著粒子尺寸的增長(zhǎng)，熒光峰呈逐漸紅移趨勢(shì)。以CdSe為內(nèi)核，分別采用熱注入有機(jī)金屬法和采用連續(xù)離子層吸附反應(yīng)(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(diǎn)。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(duì)產(chǎn)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(jié)構(gòu)

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(zhuǎn)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(diǎn)擊化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而制備雙熒光復(fù)合量子點(diǎn)納米材料。
　?、仍诟邷?zé)峤夥ㄖ苽浯判粤Ｗ拥幕A(chǔ)之上，對(duì)實(shí)驗(yàn)配方進(jìn)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(shí)研究了體系內(nèi)反應(yīng)條件參數(shù)（反應(yīng)溫度、溶劑種類、金屬前軀體用量、還原劑/溶劑體積比等）對(duì)反應(yīng)體

8、系的影響，實(shí)現(xiàn)了對(duì)產(chǎn)物CoFe2O4粒子尺寸及形貌的調(diào)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(duì)牛血紅蛋白(BHb)進(jìn)行特異性吸附，由于其尺寸小表面修飾材料簡(jiǎn)單，其飽和吸附率遠(yuǎn)大于文獻(xiàn)報(bào)道值，可用作高效蛋白分離工具。此外，我們通過多巴胺對(duì)CoFe2O4粒子進(jìn)行改性后，以可逆性非共價(jià)結(jié)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