磁納米粒子粒徑表征技術研究.pdf

1、本文對磁納米粒子（Magnetic Nanoparticle,簡稱MNP,又稱為磁流體，F(xiàn)errofluid）膠體的納米粒徑參數(shù)表征及磁流體熱力學過程的粒徑變化等科學問題進行了深入探討。MNP粒徑及其多聚體加熱分離引起的磁特性參數(shù)變化，是靶向藥物傳輸與釋放、磁納米熱療法與磁共振磁納米顯影劑等技術必須深入探索的基礎性問題。
　　 在粒徑信息表征方面，采用病態(tài)方程求解方法與量化優(yōu)化方法，降低了粒徑分布函數(shù)矩陣求解過程中的病態(tài)特性，實

2、現(xiàn)了一種更為精確的MNP粒徑表征技術。一般而言，測試結果為粒徑分布函數(shù)而非單一粒徑，是納米測試技術的典型特征。MNP磁動力學模型是粒徑分布函數(shù)的泛函，其離散化模型就是關于粒徑分布函數(shù)的矩陣方程。數(shù)據預處理過程中，針對MNP膠體溶液中的抗磁性采用水基底去除法，提高了磁化曲線測試的準確性對磁化曲線測試結果進行預處理。方程求解中，分別采用了奇異值分解（Singular value decomposition，簡稱SVD）、Tikhonov正則

3、的SVD法與線性約束二次規(guī)劃方法，利用磁化過程的先驗信息提高求解的穩(wěn)定性。其中，Tikhonov正則的SVD法較好地解決了不適定性引發(fā)的虛假震蕩問題。同時，本文還從信號離散化與量化角度分析表征磁化曲線的最小采樣點數(shù)，并利用最優(yōu)量化理論優(yōu)化布置這些采樣點。實驗結果表明，采用優(yōu)化的離散化策略，可以顯著降低郎之萬超順磁磁化數(shù)值方程的條件數(shù)，抑制不適定特性引起的虛假震蕩信號。粒徑信息的精確獲取，使得基于磁化曲線的粒徑表征技術首次從粒徑分析的角度

4、發(fā)現(xiàn)了粒子團聚現(xiàn)象，即二聚體的粒徑信息及不同濃度中二次粒子的分布狀態(tài)。
　　 為了研究粒徑對于溶液狀態(tài)MNP的物理性質的影響，本文采用磁化率倒數(shù)——溫度曲線來研究MNP的溫度變化過程，對MNP的多個粒子聚合（主要是二聚體）進行分析。我們首次從磁化率的角度發(fā)現(xiàn)了二聚體的溫度控制分離現(xiàn)象。二聚體的溫度控制分離現(xiàn)象可表述為MNP膠體中存在一種受溫度控制的可逆的不穩(wěn)定狀態(tài)，轉折溫度以上只有單聚體，否則存在多聚體與單聚體。二聚體的溫度控制