多功能纳米粒子的设计合成及在生物上的应用

摘要

由于纳米材料具有的量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应等一系列特殊性能，使得它们在磁学、光学、热学、电学、力学、化学等方面呈现出常规材料不具备的特性，因此在磁性材料、光学材料、电子材料、传感材料、催化、生物医学等方面有广阔的应用前景。
　　本论文合成了一系列尺寸均一的Fe3O4纳米粒子、Pt@Fe2O3纳米棒、Bi2S3和Bi2S3-Au纳米棒、Au-Fe3O4纳米粒子。通过透射电子显微镜(TEM)、X-射线衍射(XRD)、高分辨透射电镜(HRTEM)、能量分散X-射线分析(EDS)等测试手段，分别对纳米粒子的形态、晶体结构进行了表征；对其中的部分材料进行了改性修饰，并研究了在相关生物造影方面的应用。主要工作包括以下方面：
　　（1）癌细胞靶向功能的磁性四氧化三铁纳米粒子的合成及在生物磁共振成像方面的应用。通过热分解法获得平均尺寸~14nm，分子量分布窄的磁性四氧化三铁纳米粒子，接着对其进行葡聚糖亲水性改性，以及叶酸靶向修饰，得到了具有癌细胞靶向功能的磁性四氧化三铁纳米粒子。该材料具有小粒径、良好亲水性及分散性和低毒性等优点。磁共振成像表明：叶酸受体靶向的四氧化三铁-多巴胺-葡聚糖-叶酸(IONP-DA-dextran-FA)纳米粒子具有无毒性、良好的生物相容性、优异的T2信号，在增强动物体内、体外磁共振造影剂具有潜在的应用价值。
　　（2）Pt@Fe2O3纳米棒的合成及在生物磁共振成像方面的应用。通过湿化学法合成了尺寸均一的Pt@Fe2O3纳米棒并对其亲水性进行改性；兔子体内模型显示改性后的Pt@Fe2O3纳米棒具有低毒性、良好的生物相容性、优异的T2信号，使得该磁性纳米棒有望成为磁共振造影剂的新型材料。
　　（3）Bi2S3纳米棒及其复合材料的合成及在CT成像方面的应用。通过热注射方法合成Bi2S3纳米棒，该法改变了Bi2S3纳米粒子形状、大小不易控制的研究现状。研究了不同的条件下Bi2S3纳米棒的不同形态；再在室温下条件下合成了Bi2S3-Au纳米棒。改性后的Bi2S3纳米棒及Bi2S3-Au纳米棒具有良好的生物相容性、优异的CT信号，其信号强度相比医用碘造影剂有很大提高，特别是接上Au之后，信号更是大大提高。
　　（4）多功能纳米粒子Au-Fe3O4的合成及在磁共振和CT成像方面的应用。通过热分解法在Au纳米粒子表面长上磁性四氧化三铁纳米粒子。磁共振和CT成像结果显示，该复合材料不仅具有磁性四氧化三铁纳米粒子的磁共振造影效果，而且具有CT造影效果，并且低浓度Au-Fe3O4造影剂在兔子体内造影模型中获得了与高浓度碘剂同样的强化效果，同时具有明显的磁共振造影增强效果。该研究表明，Au-Fe3O4是一种制备简单、效果优异的双模式显像剂。

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第一章 文献综述

1.1纳米材料概述

1.2金属纳米材料

1.3本论文的研究背景和主要研究内容

参考文献

第二章 磁性四氧化三铁纳米粒子的合成及在生物磁共振成像方面的应用

2.1 引言

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 本章小结

参考文献

第三章 Pt@Fe2O3纳米棒的合成及在生物磁共振成像方面的应用

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

参考文献

第四章 Bi2S3纳米棒及其复合材料的制备及在 CT造影剂上的应用

4.1 引言

4.2 实验部分

4.3 结果与讨论

5.4 本章小结

参考文献

第五章 多功能纳米粒子Au-Fe3O4 的合成及在MRI和 CT成像方面的应用

5.1 引言

5.2实验部分

5.3 结果与讨论

5.4 本章小结

参考文献

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

硕士研究生期间的科研成果情况

致谢