多功能復(fù)合納米材料的制備及其光分析應(yīng)用研究.pdf

1、納米材料具有獨(dú)特的化學(xué)、物理和生物性能，引起了人們的極大關(guān)注。多功能復(fù)合結(jié)構(gòu)納米材料能夠?qū)⒉煌δ艿募{米材料整合到一個(gè)納米器件中，從而為現(xiàn)代工業(yè)、生物醫(yī)學(xué)和分析化學(xué)的發(fā)展提供新材料和新能源。本論文主要在多功能復(fù)合納米材料的設(shè)計(jì)、制備及其在光分析應(yīng)用方面開展了一些研究工作。首先改變酚醛樹脂納米顆粒的制備條件，設(shè)計(jì)和制備了一系列具有熒光共振能量轉(zhuǎn)移(FRET)功能的光學(xué)探針，并分別應(yīng)用于環(huán)境中重金屬離子、生物分子的檢測(cè)及腫瘤細(xì)胞的治療等。此

2、外，通過將PtCo雙金屬合金納米顆粒負(fù)載在石墨烯表面，極大的提高了以石墨烯為基質(zhì)的載有雙合金結(jié)構(gòu)的復(fù)合納米材料在魯米諾化學(xué)發(fā)光體系中的催化性能，該種新穎的化學(xué)發(fā)光體系可用于葡萄糖的靈敏檢測(cè)。具體工作如下：
　　 1、在已有的制備酚醛樹脂(PFR)納米顆粒的基礎(chǔ)上，調(diào)控制備PFR納米粒子前驅(qū)體之間的比例，從而制備出粒徑和紫外吸收光譜可調(diào)的PFR納米粒子。為了在PFR納米顆粒表面引入氨基功能團(tuán)，運(yùn)用聚合物電解質(zhì)功能化修飾FPR納米粒

3、子。最終，通過羧基和氨基的偶聯(lián)反應(yīng)，將巰基乙酸包覆的CdTe量子點(diǎn)修飾到PFR納米粒子表面。這樣，我們制備了分別以CdTe量子點(diǎn)和PFR納米粒子為供體和受體對(duì)的熒光共振能量轉(zhuǎn)移復(fù)合納米結(jié)構(gòu)的探針。該多重功能復(fù)合納米材料對(duì)環(huán)境中存在的Cu2+具有靈敏的響應(yīng)效果，從而建立了一種可視化檢測(cè)Cu2+的新方法。
　　 2、制備粒徑均勻的Fe3O4磁性納米顆粒并將其與制備PFR納米粒子的前驅(qū)液混合，我們制備出能夠發(fā)射綠色熒光Fe3O4@PF

4、R磁性復(fù)合納米球。通過在PFR納米殼層表面修飾聚合物電解質(zhì)，改變了Fe3O4@PFR納米球表面電荷性質(zhì)。表面帶有正電性的Fe3O4@PFR納米顆粒能夠強(qiáng)烈吸附檸檬酸穩(wěn)定的Au納米顆粒，從而制備了一種具有磁和熒光雙重功能的Fe3O4@PFR@Au復(fù)合納米球。不僅如此，該材料還具有良好的生物相容性。巰基化合物與Au納米粒子間具有強(qiáng)烈的相互作用，因而制備的Fe3O4@PFR@Au納米球?qū)ι飿悠分写嬖诘膸€基化合物具有靈敏的光學(xué)響應(yīng)，從而將其應(yīng)

5、用到細(xì)胞中硫醇分子的檢測(cè)和細(xì)胞成像等。
　　 3、預(yù)處理制備酚醛樹脂納米顆粒的前驅(qū)液，能夠?qū)⒚軐?shí)結(jié)構(gòu)的Ag@PFR納米顆粒轉(zhuǎn)換成內(nèi)部具有多孔道的獨(dú)特結(jié)構(gòu)。當(dāng)混合PFR納米溶膠和氯金酸鹽后，PFR納米顆粒中存在的大量的羥基官能團(tuán)能夠直接將進(jìn)入其內(nèi)部的氯金酸根離子還原成Au納米顆粒。因而，在不需要任何外加還原劑和穩(wěn)定劑的條件下我們制備了Ag@Au@PFR多層核殼結(jié)構(gòu)的復(fù)合納米材料。隨著加入的氯金酸鹽濃度的增加，甚至可以在PFR納米顆

6、粒內(nèi)表面直接形成性能穩(wěn)定的金納米層。與之前報(bào)道的關(guān)于制備Au納米層的方法相比，該方法不需要預(yù)先吸附任何晶種，具有更加穩(wěn)定的光學(xué)性能和重復(fù)性。此外，由于在PFR納米顆粒表面進(jìn)一步修飾了對(duì)腫瘤細(xì)胞具有特異響應(yīng)的葉酸分子，整個(gè)復(fù)合納米材料對(duì)腫瘤細(xì)胞具有很好的誘捕效果。最后，這種簡(jiǎn)單制備的具有良好的生物相容性、優(yōu)良的熒光特性和對(duì)腫瘤細(xì)胞具有特異性響應(yīng)的多重功能的復(fù)合納米材料被用于腫瘤細(xì)胞的光熱治療。
　　 4、利用乙二醇(EG)功能化修

7、飾的氧化石墨烯片層對(duì)Pt、Co等離子強(qiáng)烈的吸附作用，我們用簡(jiǎn)單的還原方法制備了以PtCo合金修飾的石墨烯復(fù)合結(jié)構(gòu)納米材料。該材料結(jié)合了PtCo合金和石墨烯的雙重結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，能夠強(qiáng)烈地催化魯米諾化學(xué)發(fā)光體系。在一定的濃度范圍內(nèi)，過氧化氫(H2O2)的濃度與化學(xué)發(fā)光的強(qiáng)度呈良好的線性關(guān)系。與報(bào)道的其他檢測(cè)H2O2的方法相比，該種以石墨烯為基質(zhì)的載有PtCo合金的復(fù)合結(jié)構(gòu)納米材料所構(gòu)建的化學(xué)發(fā)光方法能夠更加靈敏的檢測(cè)H2O2的存在。同時(shí)，通過間