NaYF4：Yb，Er@NaYF4：Yb纳米粒子的制备及其负载光敏剂和抗癌药物

摘要

上转换发光材料是指在长波辐射激发下发射出高能量短波辐射的一类发光材料，其过程遵循反Stocks发光定律。稀土上转换纳米材料具有发光强度高、发射带窄、光学稳定性好、发光寿命长、对生物组织穿透能力强、潜在生物毒性小、自体荧光小等优势，现已被应用于光动力学治疗、载药、生物检测、生物成像等生物医学领域。本实验制备了NaYF4∶Yb，Er@NaYF4∶Yb上转换纳米粒子，并将其用于药物负载的研究。 以稀土硬脂酸盐为前驱体，采用溶剂热法合成了活性核壳NaYF4∶Yb包覆的NaYF4∶Yb，Er纳米粒子(UCNPs)。以发光强度为考察指标，对合成条件进行了优化。在最优条件合成的NaYF4∶Yb，Er@NaYF4∶Yb纳米粒子发光强度是NaYF4∶Yb，Er纳米粒子的2.37倍。采用透射电子显微镜、X-射线衍射仪、红外光谱和激光粒度仪对合成的UCNPs进行了表征。结果表明，合成纳米粒子形貌基本为球形，粒径在40～60nm;合成粒子属于六方和立方的混合晶型;包覆活性壳前后粒子的粒径分别为41和54nm，壳层厚度约为7nm。 为将合成纳米粒子用于药物负载，在UCNPs上包覆了介孔二氧化硅壳层，以UCNPs@mSiO2对甲基橙的负载量作为考察指标，对包覆mSiO2的反应条件进行了优化，得到最佳包覆条件。采用红外光谱仪和BET比表面积仪对合成的UCNPs@mSiO2进行了表征。FT-IR结果表明，粒子表面包覆硅层，且表面活性剂CTAB彻底清除，形成了介孔结构，分析氮气吸附/脱附曲线表明，合成的UCNPs@mSiO2的BET表面积为330m2/g，平均孔径为3.13nm。 用合成的UCNPs@mSiO2负载光敏剂二氢卟吩e6(Ce6)，其饱和负载量达到9.5％(w/w)，并利用1，3-二苯基异苯并呋喃(DPBF)作为探针，检测UCNPs@mSiO2-Ce6在近红外光激发下产生的单线态氧。另外，用UCNPs@mSiO2负载抗癌药物阿霉素(DOX)，饱和负载量为8.9％(w/w)，表明合成粒子有很好的负载能力。

目录

声明

摘要

第1章绪论

1．1稀土上转换发光材料简介

1．1．1稀土上转换发光材料的组成

1．1．2稀土上转换材料的发光机理

1．2稀土上转换发光材料的合成

1．2．1水热法

1．2．2溶剂热法

1．2．3热分解法

1．2．4络合共沉淀法

1．3核壳结构稀土上转换纳米粒子的合成

1．3．1同质核壳结构纳米粒子的合成

1．3．2介孔二氧化硅核壳结构纳米粒子的合成

1．3．3二氧化硅核壳结构纳米粒子的合成

1．3．4二氧化钛核壳结构纳米粒子的合成

1．3．5其他核壳结构纳米粒子的合成

1．4稀土上转换发光材料的生物应用

1．4．1光动力学治疗

1．4．2药物靶向运输和释放

1．4．3细胞与活体成像

1．4．4基于发光共振能量转移的生物分子检测

1．5本研究的研究意义和主要内容

第2章活性壳NaYF4:Yb包覆的NaYF4:Yb，Er纳米粒子的制备

2．1实验仪器和试剂

2．1．1主要仪器

2．1．2主要试剂

2．2实验方法

2．2．1稀土硬脂酸盐前驱体的制备

2．2．2 NaYF4:Yb，Er纳米粒子的制备

2．2．5 NaYF4:Yb，Er@NaYF4:Yb纳米粒子的表征

2．3结果与讨论

2．3．2 NaYf4:Yb，Er@NaYF4:Yb纳米粒子的发光谱图

2．3．3包覆壳层对NaYF4:Yb，Er纳米粒子发光强度的影响

2．3．4 NaYF4:Yb，Er@NaYF4:Yb纳米粒子的表征

2．3．5 NaYF4:Yb，Er@NaYF4:Yb纳米粒子合成条件的优化

2．3．6 NaYF4:Yb，Er@NaYF4:Yb纳米粒子发光机理的研究

2．4结论

第3章NaYF4:Yb，Er@NaYF4:Yb@mSi02纳米粒子的制备及其负载Ce6和DOX

3．1实验仪器和试剂

3．1．1主要仪器

3．1．2主要试剂

3．2实验方法

3．2．1主要试剂的配制

3．2．3 NaYF4:Yb，Er@NaYF4:Yb@mSi02纳米粒子的表征

3．2．5 NaYF4:Yb，Er@NaYF4:Yb@mSi02纳米粒子负载抗癌药物DOX

3．3结果与讨论

3．3．1包覆介孔二氧化硅壳层的反应原理

3．3．2 NaYF4:Yb，Er@NaYF4:Yb@mSi02纳米粒子的表征

3．3．3 NaYF4:Yb，Er@NaYF4:Yb@mSi02反应条件的优化

3．3．4 NaYF4:Yb，Er@NaYF4:Yb@mSi02负载光敏剂Ce6

3．3．5 NaYF4:Yb，Er@NaWF4:Vb@lmSi02负载抗癌药物DOX

3．4结论

第4章结论

参考文献

致谢