荧光磁性双功能树状分子微球的合成与表征

摘要

磁性纳米材料经表面化学修饰后而带上各种反应性功能基团,能够制备成具有化学稳定性和生物相容性的磁性载体材料,因而其可以广泛应用于靶向药物、固定化酶、DNA的分离和富集以及生物传感器等领域;荧光量子点的激发光谱宽且连续,发射光谱窄且对称,经过控制成分和尺寸能够使其发射出不同波长和颜色的荧光,并且其荧光量子产率高、光稳定性强,这些鲜明的特性和独特的应用功能使量子点广泛应用于生物分析,药物筛选,活体及细胞荧光成像等领域。随着纳米科学技术的进步,单一功能性的纳米颗粒在实际应用中无法应对更为复杂的应用需求,因而开发同时可以达到磁性分离和荧光标记双功能纳米材料,有着重要意义。本文针对磁性纳米颗粒、量子点以及荧光磁性双功能复合物的合成开展了如下工作:
　　1、采用化学共沉淀法,以FeCl3·6H2O和FeSO4·7H2O为原料制备磁性Fe3O4纳米颗粒,分别采用不同量的3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)偶联剂对Fe3O4纳米颗粒进行修饰。对修饰前后磁性纳米粒子进行结构及性能的表征,并分析了硅烷试剂使用量对磁性纳米粒子的氨基含量、磁性能和包覆率的影响。实验表明:
　　(1)APTES硅烷偶联剂成功包覆到磁性纳米粒子表面,修饰后的粒子粒径略有增加,修饰前后晶型没有改变,均为立方晶系结构;
　　(2)当硅烷用量较少时,随着用量的增加,磁性能略有提高,而当硅烷用量达到一定值之后继续增加用量,磁性能降低;
　　(3)氨基含量随着硅烷用量增加而增加直至趋于饱和,包覆层随着硅烷用量逐渐增加趋于完整并增厚。
　　2、采用丙烯酸丁酯和无水乙二胺对硅烷化磁性颗粒继续修饰,从而在磁性纳米粒子表面逐代地修饰上树状大分子,制得三代表面氨基化的磁性树状分子纳米微球。对产品的结构和性能进行了表征与研究,结果表明:树状分子逐代修饰在磁性颗粒表面,氨基含量逐代增加;Fe3O4纳米颗粒平均尺寸在12nm左右,修饰后的三代磁性树状分子纳米微球的粒径逐代增大;晶型没有改变,均为立方晶系结构;三代产品仍具备较高的饱和磁化强度,展现出了典型的超顺磁性。
　　3、在油相中制备了CdSe/CdS量子点,采用巯基乙酸对量子点进行修饰而转移至水相;在水相中制备了巯基乙酸稳定的CdTe量子点。通过树状分子大量的空腔和末端丰富的氨基经吸附和键合作用与以上两种量子点分别连接,得到两个系列各三代的具有荧光磁性双功能的树状分子微球。并对荧光磁性树状分子微球进行了结构及性能的表征。结果表明,所合成的荧光磁性树状分子微球均有磁性微粒的快速分离和量子点的优异荧光特性,其中两个系列的综合性能相对最优的均为G1F。并以G1和CdTe量子点复合制备了多色荧光磁性双功能纳米微球,对其进行了光学性能研究。

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第一章 绪 论

1.1纳米磁性颗粒概述

1.2 量子点概述

1.3荧光磁性双功能纳米复合物概述

1.4 论文的出发点和主要工作

第二章 氨基硅烷化磁性纳米颗粒的制备与表征

2.1 实验药品与仪器

2.2 实验方法

2.3 结果与讨论

2.4 本章小结

第三章 氨基化磁性树状分子纳米颗粒的制备与表征

3.1 实验药品与仪器

3.2 实验方法

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

第四章 Fe3O4/CdSe/CdS荧光磁性双功能树状分子微球的

制备与表征

4.1 实验药品与仪器4.1.1 实验药品

4.2 实验方法

4.3 结果与讨论

4.4 本章小结

第五章 Fe3O4/CdTe荧光磁性双功能树状分子微球的

制备与表征

5.1 实验药品与仪器

5.2 实验方法

5.3 结果与讨论

5.4 本章小结

第六章 结 论

参考文献

致谢

作者简历