磁性熒光復(fù)合納米粒子的制備與性能表征.pdf

1、隨著納米技術(shù)的發(fā)展，磁性材料和發(fā)光量子點(diǎn)納米晶因其優(yōu)良的特性，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用，因此如果將磁性和熒光相結(jié)合，集分離和標(biāo)記功能于一體，通過一定的物理化學(xué)工藝制備出多功能磁性熒光納米復(fù)合材料，使其作為熒光探針的同時(shí)，還具有良好的磁靶向性。基于此，本課題采用具有核磁共振造影劑作用的超順磁性Fe3O4為磁核提供磁性，以顏色可調(diào)、高發(fā)光效率的核-殼結(jié)構(gòu)的ZnSe@ZnS量子點(diǎn)提供熒光，制備磁性熒光復(fù)合納米顆粒;同時(shí)將制備的磁性納米顆粒與

2、抗腫瘤藥物結(jié)合，經(jīng)天然高分子聚合物殼聚糖包覆，可得到磁性殼聚糖載藥微球。這種新型的復(fù)合納米材料不僅拓展了其生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用潛力，還能有效克服磁性四氧化三鐵納米粒子易被氧化、量子點(diǎn)對(duì)周圍環(huán)境的敏感性及生物毒性等問題，使兩種納米粒子的應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。
　　 本論文采用共沉淀法制備ZnSe量子點(diǎn)，以谷胱甘肽為穩(wěn)定劑，得到高發(fā)光強(qiáng)度、水溶性、穩(wěn)定的ZnSe量子點(diǎn);通過X射線衍射分析、透射電鏡分析、紫外可見吸收光譜和熒光光譜分析得到最佳制

3、備工藝參數(shù)為:當(dāng)反應(yīng)溶液的溫度為90℃，pH值為12，反應(yīng)時(shí)間為1h，Zn/Se/GSH摩爾比為1∶0.4∶1.2時(shí)，所制備ZnSe量子點(diǎn)的發(fā)光性能最好，而且制備的ZnSe量子點(diǎn)具有良好的穩(wěn)定性;用自然光進(jìn)行輻照，有利于提高量子點(diǎn)的熒光強(qiáng)度和量子產(chǎn)率。
　　 以制備的ZnSe核量子點(diǎn)為基礎(chǔ)，采用外延生長法，利用硫脲在高溫下易分解的特征，在ZnSe量子點(diǎn)表面沉積一層寬帶隙量子點(diǎn)ZnS殼層，制備了ZnSe@ZnS核殼量子點(diǎn)。考察了反

4、應(yīng)溶液的pH值、反應(yīng)時(shí)間等對(duì)核殼結(jié)構(gòu)ZnSe@ZnS量子點(diǎn)發(fā)光性能的影響。研究結(jié)果表明:ZnSe@ZnS核殼量子點(diǎn)粒徑分布窄，平均粒徑尺寸為3.6nm，由于量子尺寸效應(yīng)，量子點(diǎn)的熒光光譜和吸收光譜都發(fā)生明顯的紅移;當(dāng)溫度為100℃，pH為10.5，反應(yīng)時(shí)間為2h時(shí)，最有利于Zn2+和S2-的結(jié)合，得到的ZnSe@ZnS核殼量子點(diǎn)發(fā)光性能最好;經(jīng)ZnS修飾后，ZnSe@ZnS量子點(diǎn)的量子產(chǎn)率得到很大提高，從23％上升到62.8％，同時(shí)熒光

5、壽命也明顯延長，顯示出良好的熒光穩(wěn)定性。
　　 通過溶劑熱法制備的Fe3O4磁性納米粒子，具有良好的結(jié)晶性、單分散性，平均粒徑為10-15 nm。由于有Fe3O4磁性納米粒子的團(tuán)聚現(xiàn)象嚴(yán)重，我們通過鹽酸進(jìn)行表面改性，研究結(jié)果表明:經(jīng)鹽酸修飾所得到Fe3O4-H3O+的磁性納米顆粒在水中具有有良好的分散性，且鹽酸濃度為0.03M時(shí)，納米顆粒的分散性最好。通過擴(kuò)散雙分子層對(duì)其機(jī)理進(jìn)行了研究，所制備的磁性納米顆粒在室溫下仍然具有良好的

6、超順磁性。
　　 為了得到磁性熒光復(fù)合納米顆粒，采用化學(xué)鍵合機(jī)理將ZnSe@ZnS量子點(diǎn)引入到Fe3O4磁性納米粒表面，得到了磁性熒光納米復(fù)合粒子Fe3O4-QDs。首先通過APTES(3-氨基丙基三乙氧基硅烷)修飾Fe3O4@SiO2納米粒子，得到氨基修飾的Fe3O4@SiO2核殼量子點(diǎn)，并通過活化劑(EDC-NHS)與量子點(diǎn)相連。利用XRD、吸收光譜、熒光光譜及TEM等測(cè)試手段研究復(fù)合納米微粒的結(jié)構(gòu)及發(fā)光性能。研究結(jié)果表明:

7、這種復(fù)合粒子Fe3O4-QDs的飽和磁化強(qiáng)度和熒光強(qiáng)度略有降低，室溫下具有超順磁性。
　　 天然大分子殼聚糖常被用作抗腫瘤藥物的載體。本論文用殼聚糖高聚物包覆氟尿嘧啶（廣譜抗腫瘤藥）和磁性納米顆粒，制備了磁性殼聚糖微球，并對(duì)其載藥量及緩釋效果進(jìn)行了深入研究，實(shí)驗(yàn)考察了交聯(lián)劑的量及交聯(lián)時(shí)間對(duì)載藥微球的形貌及緩釋性能的影響，通過建立標(biāo)準(zhǔn)吸收曲線，對(duì)藥物載體的載藥量和包封率進(jìn)行測(cè)定。研究結(jié)果表明:在不同pH值的緩沖溶液中，載藥微球均對(duì)