诊疗用铁基功能纳米材料的设计

【摘要】近年来，科学家们已经对纳米材料进行了广泛而深入的研究，其中纳米材料的设计、制备和应用受到格外的关注。研究发现：纳米材料具有量子尺寸效应、表面效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应、介电限域效应等特殊性质。因而，纳米材料在磁学、电学、力学、光学、热学、化学等方面具有优于常规材料的特性，在磁性材料、光电器件、生物医学、催化、航空航天、能源动力、环境资源等先进领域有着广阔的应用前景。本文中，我们针对铁基纳米材料用于诊疗的应用，制备出了尺寸均一的超薄Fe2O3纳米片、Fe3O4纳米团簇、Fe3O4纳米团簇与多巴胺、银、金的复合材料以及羟基氧化铁和聚多巴胺的复合材料。通过傅里叶红外光谱仪（FTIR）、热重分析(TG)、透射电子显微镜(TEM)、X-射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、高分辨透射电镜(HRTEM)等测试手段，分别对所合成的特殊铁前驱体以及γ-Fe2O3纳米材料进行了详尽的表征。并对材料的相关性质和应用进行了研究。主要工作包括以下几个方面：1、通过改进的方法制备出了特殊结构的油酸铁，并对其进行了表征。对比了这种油酸铁与通常的油酸铁的分子结构，初步探索了由于油酸铁分子结构的不同而导致最后形成的氧化铁纳米材料形貌不同的机理。通过改变各种实验参数，例如温度、溶剂来研究这种材料的形貌变化的规律。并且尝试了用不同的配体以同样的方法制备出了醋酸铁、月桂酸铁以及硬脂酸铁，通过对比试验去研究形成超薄的γ-Fe2O3纳米片的机理。2、通过对形成的γ-Fe2O3纳米片与常规方法制备出来的Fe3O4纳米颗粒的表面进行表征，发现两种材料表面结合的是不一样的物质。而γ-Fe2O3纳米片表面吸附的物质很难通过常规的方法进行处理。在本实验中，先通过反微乳液的方法将γ-Fe2O3纳米片包覆在SiO2中，然后进行煅烧，再将SiO2除去，就可以得到表面干净的γ-Fe2O3纳米片，将这种材料进行T1核磁性造影能研究。3、通过溶剂热法制备出了尺寸均一的Fe3O4纳米团簇，采用聚多巴胺（PDA）功能修饰及原位化学还原法制备了Fe3O4@PDA/Ag以及PDA/Ag，再通过电置换反应制备出了Fe3O4@PDA-Au/Agalloynanobox和PDA-Au/Agalloynanobox的复合材料。在本实验中，首先通过多巴胺在Fe3O4团簇表面自聚合，形成Fe3O4@PDA。由于PDA结构中有着大量的酚羟基和含氮基团，可将溶液中的银氨离子吸附在Fe3O4@PDA表面，同时PDA的弱还原性能将吸附的银氨离子还原为Ag纳米粒子，这些纳米粒子固定在Fe3O4@PDA表面可以作为催化活性位点，进行原位还原生长，形成Fe3O4@PDA/Ag，然后通过Ag与Au之间的电置换反应制备了Fe3O4@PDA-Au/Agalloynanobox。最后对制备出的复合材料进行光学和磁学方面的性能研究。4．制备了聚多巴胺（PDA）纳米小球，通过对其表面进行电荷修饰，使其表面带正电，然后通过静电组装，将α-FeOOH纳米颗粒吸附在PDA纳米微球的表面，最后得到了PDA-(α-FeOOH)纳米复合材料。由于PDA可以作为光热材料，而α-FeOOH可以作为T1造影材料，所以两种材料的复合材料可以作为一种极有潜力的诊疗试剂。
【作者】丁先贵；
【导师】顾宏伟；姜江；
【作者基本信息】苏州大学，应用化学，2014，硕士
【关键词】氧化铁；核磁共振成像；聚多巴胺；光热；

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