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磁性纳米复合材料的设计合成及其在医学诊断和有机催化领域中的应用

发布时间:2018-03-18 13:36

  本文选题:磁共振成像造影剂 切入点:比色生物检测 出处:《兰州大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:二元金属氧化物磁性纳米复合材料是一类重要的具有特殊的物理化学性质的无机功能性材料。在生物分子磁性分离、酶反应、药物载体,核磁共振成像和有机催化等领域引起了极大的关注。近年来,磁性纳米材料领域一个重要的研究课题是通过磁性材料的设计出具有多重功能的复合杂化纳米材料。本论文的研究集中在金属氧化物磁性纳米材料的可控合成,功能化组装和在双模式T1和T2磁共振成像造影剂,喹喔啉及其衍生物的催化合成和比色生物检测中的应用,包括如下三个研究工作:1.在油酸体系中,利用乙酰丙酮铁(111)和乙酰丙酮锰(II)作为前驱体,通过油相热分解法合成了成功的制备出碟状的(18 nm),球形的(16 nm)和立方的(27nm)三种形貌和粒度均一的单分散的MnFe2O4纳米粒子。同时还发现纳米粒子的磁性及其磁共振性质与其形貌和尺寸具有紧密的联系。这些MnFe2O4纳米粒子,在与钆和叶酸共价修饰后,对T1成像的亮信号的增强和T2成像的暗信号的减弱是同步的。体外磁共振成像实验还表明合成的多功能的Gd:FA-DTPA-PEG-DIB-MnFe2O4纳米复合物能够在体外对叶酸过度表达的肿瘤细胞进行靶向的T1和T2双模式磁共振成像,并且T1和T2磁共振成像有显著的提高。实验结果明确的显示这种合成多功能的Gd:FA-DTPA-PEG-DIB-MnFe2O4纳米复合物的方法对于特定的肿瘤细胞的高精度的T1和T2磁共振成像具有重要的意义。2.在油胺和二苯醚的混合体系下,利用乙酰丙酮铁(Ⅲ)和乙酰丙酮铜(Ⅱ)作为前驱体,通过油相热分解法合成了成功的制备出单分散的核壳结构Fe3O4@Cu2O纳米晶。以共价层层组装的方法与功能化的氧化石墨烯片层通过组装形成一类三维介孔杂化框架磁性纳米材料Fe3O4@Cu2O-rGO。此材料在邻苯二胺和端炔类化合物合成喹喔啉及其衍生物的有机反应中表现出极高的活性,选择性高(99%)和耐久性好的特性。3.通过油相热分解的方法,合成了4 nm的MnFe2O4纳米粒子。结合前面制备的16 m,18 nm和27 nm三种不同尺寸的MnFe2O4纳米粒子,通过功能化修饰上DBI-PEG-NH2以提高其水溶性。修饰后的MnFe2O4纳米粒子在H202溶液的存在下显示出了其催化TMB(3,3',5,5'-四甲基联苯胺)的显色反应的固有的类过氧化氢酶活性。动力学测试展示了其不同水平的类过氧化氢酶活性水平。催化活性顺序为:4nm球形纳米粒子18 nm碟型纳米粒子27 m类立方型的纳米粒子16nm球型纳米粒子。修饰后的纳米粒子在被叶酸标记后,能在细胞内实现低毒的对Hela细胞发生特异性的催化反应。
[Abstract]:Two metal oxide magnetic nano composite material is a kind of important have special physical and chemical properties of inorganic functional materials. In molecular magnetic separation, enzyme reaction, drug carrier, magnetic resonance imaging and organic catalysis fields have attracted great attention. In recent years, an important research topic in the field of magnetic nano materials through the design of magnetic material composite nano hybrid material has multiple functions. This paper focused on the controlled synthesis of metal oxide nano materials, functional assembly and in mode T1 and T2 magnetic resonance imaging contrast agent, catalytic synthesis of quinoxaline and its derivatives and application of colorimetric bioassays, including the following three research work: 1. in oleic acid system, the use of iron acetylacetonate (111) and manganese acetylacetonate (II) as precursor, through the oil phase thermal decomposition method was successful The preparation of the disc shaped (18 nm) (16 nm), spherical and cubic (27nm) three kinds of morphology and size of uniform and monodispersed MnFe2O4 nanoparticles. It was also found that the magnetic nanoparticles and magnetic resonance properties and the morphology and size have close links. These MnFe2O4 nano particles with gadolinium and after covalent modification of folic acid, reduced dark signal enhancement and bright T2 imaging signal T1 imaging is synchronous. Magnetic resonance imaging experiments in vitro showed that Gd:FA-DTPA-PEG-DIB-MnFe2O4 nanocomposites synthesized can function in vitro on folate overexpressing tumor cells targeting the T1 and T2 double mode magnetic resonance imaging T1 and T2, and magnetic resonance imaging was significantly improved. Experimental results clearly showed Gd:FA-DTPA-PEG-DIB-MnFe2O4 nanocomposites of this synthetic multifunctional for specific tumor cells with high precision T 1 and T2 magnetic resonance imaging has important significance of.2. in the mixed system of oil amine and two phenyl ether by using acetylacetone iron (III) and copper (II) acetylacetonate as precursor, the oil phase decomposition of the prepared core-shell structure Fe3O4@Cu2O nanocrystals dispersed. Graphene oxide layers by covalent LBL assembled and functionalized by assemble showed high activity of organic reaction in a three-dimensional mesoporous hybrid framework of magnetic nano materials Fe3O4@Cu2O-rGO. materials in the adjacent benzene two amine terminal alkyne compounds and synthesis of quinoxaline and its derivatives, high selectivity (99%) method and durability the characteristic of.3. through the oil phase thermal decomposition of MnFe2O4 nm 4 nanoparticles were synthesized. With the combination of the preparation of 16 m, 18 nm and 27 nm in three different sizes of MnFe2O4 nanoparticles, the functionalization of DBI-PEG-NH2 to improve the Water solubility. Modified MnFe2O4 nanoparticles in H202 solution showed the presence of the catalytic TMB (3,3', 5,5'- four methyl benzidine) class of catalase activity inherent chromogenic reaction. Kinetic test shows the different levels of catalase like activity. The catalytic activity of 16nm nanoparticles order: spherical nanoparticles of 4nm spherical nanoparticles 18 nm disc 27 cubic m nanoparticles. The modified nanoparticles in folic acid after labeling specificity of Hela cell catalytic reaction can achieve low toxicity in cells.

【学位授予单位】:兰州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TB383.1;TB33

【共引文献】

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本文编号:1629804

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