超顺磁性纳米粒子簇的制备及弛豫性能研究

摘要

磁性纳米材料因具有独特的纳米材料特性及磁性能特性在生物医学领域中得到了广泛的研究。它们已经成为了疾病的诊断、治疗，以及特定病原体和生物物种分离的重要工具。磁性纳米材料所具有的这些独特的性能为医疗成像、免疫检测、药物输送等生物医学应用提供了新的平台和机遇，因此，研究磁性纳米复合材料具有重要的意义。磁性纳米复合材料的制备、结构、形貌、磁学性能以及弛豫性能在本文中做出了系统的研究。
　　主要研究内容如下：
　　Fe3O4纳米材料的制备及表征
　　使用高温热分解油酸铁的方法制备出了Fe3O4纳米粒子，探究了油醇的用量及回流温度对其粒径的影响。所制样品通过 XR D、激光粒度分析仪、磁强计等手段进行了表征。结果表明油醇用量越大，回流温度越低，Fe3O4纳米粒子的粒径越小。
　　超顺磁性纳米粒子簇的制备及表征
　　制备出氧化石墨烯功能化的超顺磁性纳米粒子簇。所制备的样品通过XR D、TEM、FT-IR、VSM、热重等手段进行了表征，结果表明该复合材料水溶性良好且具有超顺磁性。并对该复合材料进行了聚乙二醇进一步修饰，修饰后的复合材料在PBS缓冲溶液中具有良好的分散性和稳定性。
　　采用硫醇点击化学法制备出了聚乙二醇功能化的四氧化三铁纳米复合材料，所得样品通过XRD、TEM、FT-IR、UV-vis、Raman等进行了表征。该制备方法条件温和，操作简便、后处理简单，制备出的产物在水或 PBS缓冲溶液中稳定性和分散性良好。
　　采用3.4-二羟基苯基丙酸作为中间体小分子制备出了聚乙烯亚胺功能化的四氧化三铁纳米粒子簇，所制样品通过TEM、FT-IR和 Zeta电位等方法进行了表征和磁性能测试。该方法简单，反应条件温和，制备时间短，制备出的产物在水和PBS溶液中具有良好的分散性和稳定性。
　　应用研究
　　对多巴胺功能化的四氧化三铁纳米复合物和氧化石墨烯功能化四氧化三铁纳米粒子簇的弛豫行为进行了表征。得知随着铁离子浓度的增大，多巴胺功能化四氧化三铁纳米粒子的纵向弛豫时间减小且该物质的水溶液在10 mT下的R1值为0.65 mMS-1，在10 mT下水的时域信号在一定时间能随着极化时间的增长而增长，经拟合公式得自旋-晶格弛豫时间倒数为3.05S-1。氧化石墨烯功能化的磁性纳米粒子粒径较大者的r1和r2值均大于粒径较小者。

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第1章 绪论

1.1 磁性纳米粒子概述

1.2 超顺磁性纳米粒子的制备方法

1.3 表面改性

1.4 磁性纳米粒子的生物医学应用

1.5 本课题的提出

第2章 实验及测试方法

2.1 样品与试剂

2.2 实验仪器

2.3 性能测试与表征

第3章 四氧化三铁纳米粒子的制备及表征

3.1 样品合成

3.2 四氧化三铁纳米粒子的表征

3.4 本章小结

第4章 氧化石墨烯功能化四氧化三铁纳米粒子簇的制备及表征

4.1 样品合成

4.2 性能表征

4.3 本章小结

第5章 硫醇点击化学法制备聚乙二醇功能化四氧化三铁纳米复合材料

5.1 样品合成

5.2 性能表征

5.3 本章小结

第6章 聚乙烯亚胺功能化四氧化三铁纳米粒子簇的制备及表征

6.1 样品的制备

6.2 样品的表征

6.3 本章小结

第7章 弛豫性能研究

7.1 多巴胺功能化磁性纳米粒子的弛豫性能测试

7.2 氧化石墨烯功能化磁性纳米粒子的弛豫性能测试

7.3 本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间发表的与学位论文内容相关的学术论文及研究成果