Fe3O4-ZnSe-SiO2復合納米微粒的制備與表征.pdf

1、隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，納米技術(shù)在生物醫(yī)學領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，其中量子點與Fe3O4磁性納米晶在生物標記及生物分離等方面的應(yīng)用尤為顯著。將量子點與Fe3O4磁性納米晶結(jié)合起來合成具有雙功能的復合納米粒子對腫瘤細胞的標記、采集及分離具有舉足輕重的作用，但是也存在著一些問題，限制了其在生物醫(yī)學領(lǐng)域的應(yīng)用。如目前常用的含Cd量子點(CdS、CdTe、CdSe)的生物毒性問題；將量子點與Fe3O4磁性納米晶直接相連時，磁性納米粒子對熒光性能的猝滅

2、作用造成熒光性能大大減弱問題等。因此，本論文研究的主要內(nèi)容就是，通過在Fe3O4磁性納米粒子表面包覆SiO2層后再與無毒發(fā)光量子點ZnSe連接，制備Fe3O4／SiO2/ZnSe熒光磁性雙功能復合納米粒子，從而解決上述問題，為生物醫(yī)學應(yīng)用打下堅實基礎(chǔ)。
　　 本論文首先采用改進的St(o)ber法在Fe3O4磁性納米粒子表面包覆上SiO2殼層，制備出Fe3O4/SiO2核殼磁性納米粒子。實驗中首先考察了反應(yīng)物摩爾比、醇水比、氨水

3、用量及反應(yīng)時間對Fe3O4/SiO2核殼磁性納米粒子的影響，研究結(jié)果表明，當n(TEOS)∶n(Fe3O4)為5∶1，醇水比為3∶1，氨水的量為2mL(0.026mol)，反應(yīng)時間為3h時，合成的Fe3O4/SiO2核殼磁性納米粒子的結(jié)構(gòu)及性能較優(yōu)。之后，通過X射線衍射分析(X-raydiffraction，XRD)、透射電鏡分析（TransimissionElectronMicroscopy，TEM）、掃描電鏡照片(SEM)及X-射線

4、能譜(EDS)分析、紅外光譜分析、差熱分析及磁滯回線分析等多方面，證實了核殼結(jié)構(gòu)的生成。
　　 其次，為了得到熒光磁性雙功能復合納米粒子，采用化學鍵結(jié)合機理將ZnSe量子點與Fe3O4/SiO2磁性納米粒子結(jié)合起來。在合成ZnSe量子點的基礎(chǔ)上，采用1-（3-二甲基氨基丙基）-3-乙氧碳二亞胺鹽酸鹽(EDC)及N-羥基丁二酰亞胺(Sulfo-NHS)對量子點表面裸露的羧基進行活化，同時在Fe3O4／SiO2核殼磁性納米粒子表面引

5、入3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)，使其表面的羥基修飾轉(zhuǎn)變?yōu)榘被?，之后通過兩者表面活化的羧基與氨基的反應(yīng)形成化學鍵將二者連接起來。實驗研究了反應(yīng)物摩爾比、反應(yīng)時間與反應(yīng)溫度對Fe3O4/SiO2/ZnSe熒光磁性復合納米粒子熒光性能的影響，實驗結(jié)果表明，最優(yōu)的實驗條件：n(ZnSe∶Fe3O4/SiO2)為24∶1，反應(yīng)溫度為35℃，反應(yīng)時間為1h。然后，利用XRD及TEM等測試手段對產(chǎn)物形貌進行測試分析，研究復合納米顆粒的組成與

6、結(jié)構(gòu)；并利用熒光光譜和紫外-可見光吸收光譜分析考察反應(yīng)前后樣品的熒光性能；利用磁滯回線分析產(chǎn)物的磁性能。之后，在此基礎(chǔ)上又考察了緩沖溶液pH值對熒光性能的影響，得到當pH為9時，熒光性能較穩(wěn)定，在室溫下能穩(wěn)定存放2周。
　　 最后，初步探討了反相微乳液法制備Fe3O4/SiO2/ZnSe熒光磁性雙功能復合納米粒子的制備流程，并考察了微乳液各組分體積比、反應(yīng)時間及反應(yīng)溫度對產(chǎn)物性能的影響。實驗結(jié)果表明，當反相微乳液各組分體積比為V