【摘要】：具有磁光熱特性的多功能納米復(fù)合材料在生物成像和光熱治療(PTT)等生物領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用,因而受到了極大的關(guān)注。近年來,由于稀土摻雜的釓基氟化物具有出色的發(fā)光特性,并且釓元素具有較大的原子序數(shù)和順磁性,因此釓基氟化物有潛力成為新型多模式成像的探針。貴金屬納米材料和多壁碳納米管(MWCNTs)可以將近紅外光(NIR)轉(zhuǎn)換為熱,經(jīng)常作為腫瘤光熱治療的熱源。本論文將貴金屬納米材料/多壁碳納米管和釓基氟化物結(jié)合,合成具有發(fā)光性、熱性能、磁性等多功能特性的納米復(fù)合材料,并進(jìn)行生物應(yīng)用研究,具體內(nèi)容如下:以MWCNTs為光熱轉(zhuǎn)換劑,通過水熱法成功制備了多功能MWCNTs-NaGdF_4:Yb~(3+),Er~(3+),Eu~(3+)納米復(fù)合材料。結(jié)果顯示NaGdF_4:Yb~(3+),Er~(3+),Eu~(3+)納米粒子成功包覆在MWCNTs的表面,納米復(fù)合材料在NIR和紫外(UV)光照射下分別呈現(xiàn)綠光和紅光發(fā)射。同時(shí)納米復(fù)合材料具有較好的順磁性和光熱轉(zhuǎn)換特性。MTT分析表明納米復(fù)合材料具有較低的毒性。體外生物實(shí)驗(yàn)證實(shí)納米復(fù)合材料有潛力應(yīng)用于上轉(zhuǎn)換發(fā)光(UCL)成像、計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)成像和腫瘤細(xì)胞的光熱治療。以具有光熱轉(zhuǎn)換性質(zhì)的貴金屬Ag納米材料為核,稀土摻雜的釓基氟化物發(fā)光材料為殼,通過液相法成功制備了Ag@NaGdF_4:Yb~(3+),Er~(3+),Ag@BaGdF_5:Yb~(3+),Ho~(3+)和一維Ag納米線@NaGdF_4:Yb~(3+),Ho~(3+)核殼結(jié)構(gòu)多功能納米復(fù)合材料。結(jié)果顯示稀土摻雜的釓基氟化物發(fā)光材料成功包覆在Ag納米材料的表面。復(fù)合材料顯示出了良好的順磁性和低的毒性。在NIR照射下,納米復(fù)合材料呈現(xiàn)綠光發(fā)射,并且在Ag納米材料和釓基氟化物之間存在發(fā)光共振能量傳遞過程(LRET)。體外UCL成像和CT成像研究顯示納米復(fù)合材料具有出色的成像能力。體外光熱治療顯示納米復(fù)合材料具有優(yōu)良的光熱轉(zhuǎn)換性質(zhì),能夠作為腫瘤細(xì)胞的光熱治療試劑,成功殺死癌細(xì)胞。該復(fù)合材料在腫瘤細(xì)胞的雙模式成像和光熱治療等生物領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用。
【學(xué)位授予單位】：長春理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TB33
【圖文】：

能夠增加反應(yīng)活性和反應(yīng)物的溶解度，而且制備的粒子不需要進(jìn)一步燒結(jié)。其基本制備流程如圖1.1。水熱法可以避免晶粒繼續(xù)長大或者混入雜質(zhì)，因此粒子具有較少的缺陷、較好的結(jié)晶和分散性，并且成本較低。在反應(yīng)進(jìn)行的過程中，溫度、時(shí)間、pH 和表面活性劑的選擇會影響最終產(chǎn)物的大小、形貌等因素，其中表面活性劑的選擇對這些因素影響較大。常用的表面活性劑有：油酸(OA)、乙二胺四乙酸(EDTA)、聚乙烯亞胺(PEI)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、十六烷基三以及溴化銨(CTAB)[30-31]等。圖 1.1 水熱法制備納米/亞微晶的實(shí)驗(yàn)流程Fig.1.1 Experimental procedures for fabricating nano/submicrocrystals by hydrothermal processLi[32]等人通過水熱法制備了具有光、磁特性的 BaGdF5:Ln3+(Ln= Yb/Er/Eu)納米粒子，在 274 和 980 nm 激光照射下分別產(chǎn)生橘色和綠色光發(fā)射，并且采用檸檬酸作為表

其發(fā)光顯著增強(qiáng)。由于 Gd3+離子的存在，樣品具有順磁性。所的雙模式發(fā)光和順磁性使其能夠應(yīng)用于固態(tài)激光、照明、MRI等人利用水熱法合成了 BaGdF5:2.5 mol% Ce3+/2.5 mol% Ln3+(Ln米/亞微米晶體，通過改變 pH 值和螯合劑的種類，所制備晶體的產(chǎn)生變化，生成的樣品包括納米球、亞微米球、花生狀的 BaGdGdF3，其尺寸范圍為 50 nm-150 nm，可能的形成過程如圖 1ol% Ce3+/2.5 mol% Ln3+(Ln= Sm, Dy, Eu 和 Tb)中 Ce3+為敏化劑，間存在能量傳遞過程，在單波長照射下會產(chǎn)生多色發(fā)光，樣品發(fā)光性質(zhì)使其能夠應(yīng)用在生物標(biāo)記和顯示領(lǐng)域。

Zhao[36]等人采用水熱法制備了具有磁光特性的多功能 BaGdF5介孔納米球，在 390m 激光照射下呈現(xiàn)藍(lán)光發(fā)射。T1加權(quán) MRI 實(shí)驗(yàn)證明 BaGdF5介孔納米球有潛力成為RI 的造影劑。采用鹽酸二甲雙胍作為模板藥物時(shí)，納米球具有儲存和釋放模板藥物能力。由于 Gd3+離子具有順磁性，因此 BaGdF5介孔納米球具有靶向性，能夠進(jìn)行藥傳遞。此外，樣品的發(fā)射強(qiáng)度隨著累積藥物釋放量的改變而改變，因此可以通過探發(fā)光強(qiáng)度對藥物進(jìn)行追蹤和檢測。樣品的制備和應(yīng)用示意圖如圖 1.3 所示。

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本文編號：2786736