复合荧光二氧化硅纳米粒子的可控制备及其荧光性能探究

【摘要】近年来,复合荧光纳米材料备受关注,在生物领域有着广泛的应用。通过复合作用,将荧光染料的优势和纳米粒子的特点相结合,外层纳米基质防止荧光物质受到外界环境对其发光产生影响,提高了稳定性和发光效率,同时降低了荧光物质的毒性,提高其生物相容性,以达到直接与生物细胞、生物分子相连的目的,克服了传统有机染料易淬灭、稳定性差的缺陷。二氧化硅材料因具有纳米尺寸、比表面积大、粒径尺寸可调、骨架结构稳定、易于修饰、无生理毒性等优势,已成为构筑功能性复合荧光材料的热点,是一类具有巨大发展潜力的新型生物标记材料,在生物成像、疾病诊断、生物传感、药物负载等方面发挥着重要的作用。在纳米尺度上分析与检测生命体系内的痕量活性物质,可在细胞和分子水平上获取生命过程的化学和生物信息,认识生物分子结构与功能之间存在的关系,对理解和阐述生物活动机理和及早发现并诊断疾病具有重要意义。本文选择异硫氰酸荧光素(FITC)为荧光染料,成功制备可用于生物分析的高灵敏度、高稳定性、单分散性良好的复合荧光二氧化硅纳米材料。通过透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、动态光散射(DLS)、紫外-可见光谱(UV-Vis)、荧光光谱(FL)、红外光谱(FT-IR)等表征手段对产物进行了分析和表征,研究探索了其合成机制与影响因素,对其荧光性能进行测定与优化。主要内容包括：(1)分别利用改进的反相微乳液法、Stober法、软模板法制备二氧化硅纳米粒子,探讨合成机理和影响粒径、形貌、分散性、均一性的因素,优化制备条件,达到可控制备的目的,获得了适宜作为生物荧光探针的基质材料。(2)选择安全无毒的生物标记染料异硫氰酸荧光素(FITC),作为荧光染料,成功制备荧光纳米生物探针,通过荧光光谱测定其荧光性能。(3)针对染料掺杂效率低下的情况,制备与硅烷偶联剂3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)结合的染料前驱体,使染料与硅壳之间形成稳定的化学键。设计染料泄漏实验,与传统的物理吸附掺杂方法进行对比,考察其荧光强度与稳定性,有效解决染料掺杂效率低、染料易泄漏、稳定性差等问题,优化复合纳米二氧化硅材料的荧光性能。
【作者】李晓彤；
【导师】肖志东；
【作者基本信息】华中农业大学，应用化学，2014，硕士
【关键词】复合材料；二氧化硅；可控制备；修饰；荧光性能；

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