基于稀土配合物的多功能磁性纳米复合材料的制备及其在离子检测和生物成像中的应用

发布时间：2019-10-14 09:15

【摘要】：随着纳米技术的不断发展,磁性纳米材料通过各种化学和生物反应的表面修饰后,可以制备一些多功能磁性纳米材料。这些材料在化学传感、生物传感、细胞成像、药物传输和磁感应热疗等方面已经得到广泛关注和应用。镧系配合物具有窄带发射、Stokes位移大和荧光寿命长等独特的性质,能够提高分辨率,排除非特异性荧光的干扰。利用时间分辨荧光免疫技术,稀土配合物与磁性纳米的复合材料可用于生物体系中的分析研究。氧化石墨烯-磁性纳米复合材料集合了氧化石墨烯和磁性纳米粒子的性质,复合材料作为载体负载各种靶向功能分子后可广泛用于生物传感、生物成像及生物分离等领域。利用材料本身固有的磁性,磁性纳米材料在环境中重金属离子污染物的高灵敏性检测及分离、生物医学领域癌细胞的捕获及磁性分离等方面都已经得到了发展应用。本论文在上述相关的研究背景下,围绕多功能化磁性纳米复合材料的制备及其应用开展的研究内容简述如下:第一章:简要介绍了磁性纳米材料的性质及其表面修饰,综述了镧系配合物、石墨烯材料及它们与磁性纳米粒子的复合材料在环境检测和生物医学中的应用。第二章:基于Eu(Ⅲ)配合物修饰磁性Fe_3O_4纳米粒子的荧光探针,不仅可以在较宽的pH范围高灵敏和专一性地检测水溶液中的Cu~(2+),还可以有效分离除去水中过量的Cu~(2+)。该探针还可以利用荧光成像在细胞内检测Cu~(2+)。第三章:利用哑铃状结构的Au-Fe_3O_4纳米粒子,把铕(Eu)配合物、铽(Tb)配合物和异硫氰酸荧光素(FITC)分子偶联在Au-Fe_3O_4纳米粒子的两端表面,制备得新型的比率型磁性纳米探针。该探针中三种发光物质的激发波长匹配,发射光谱易分辨互不干扰;FITC作为参比信号,Eu(Ⅲ)和Tb(Ⅲ)配合物作为响应信号,该探针可以对Cu~(2+)进行比率型检测,并对细胞内Cu~(2+)进行比率型成像。进一步地在上述探针中Au纳米一端修饰叶酸(FA)功能分子后的纳米复合物,可以实现对癌细胞的靶向成像检测。第四章:首先氧化石墨烯(GO)表面共价修饰聚乙烯亚胺(PEI)或GO表面官能团转化为羧基再与聚乙二醇衍生物化学反应,然后负载Au-Fe_3O_4纳米粒子。可敏化稀土离子发光的小分子吡啶二羧酸衍生物(HS-PEG-DPA)偶联在Au纳米一端,最终制备为石墨烯磁性纳米复合材料。当叶酸-Eu配合物和癌细胞靶向结合后,通过纳米材料表面的DPA分子与细胞表面Eu~(3+)化学配位作用之后敏化增强铕的发光,利用荧光光谱可检测出捕获的癌细胞并利用磁性分离细胞;当加入次氯酸盐至上述纳米材料与癌细胞的溶液中,配体交换作用使Eu~(3+)与次氯酸根配位,稀土特征光谱消失,并释放了被捕获的癌细胞。
【图文】：

铁磁性材料,超顺磁性,磁滞回线,纳米粒子

逦若々逦ＭＫＩ逡逑图１．２邋Ａｕ－Ｆｃ３化纳米粒子用于体内的ＣＴ成像和ＭＲＩ成像逡逑目前，人们对铁氧纳米粒子的研究比较成熟普遍，，尤其是Ｆｃ３0４纳米粒子的逡逑合成及应用研巧已经成为研究热点。Ｆｅ３0４纳米作为磁共振成像（ＭＲＩ）的Ｔ２对逡逑比剂在生物医学领域已经得到充分研究，而异质体结构的Ａｕ－Ｆｅｓ化纳米粒子的逡逑２逡逑

纳米粒子,成像,磁性纳米材料

１逡逑．邋Ｈ邋—＜逦邋Ｈ邋逦＞逡逑图１．１逦（ａ）铁磁性材料和（ｂ）超顺磁性材料的典型磁滞回线逡逑１．２磁性纳米材料的类型逡逑磁性纳米材料的组成一般是无机纳米晶体，包括金属单质（Ｆｅ、Ｃｏ、ＮＯ、逡逑合金（ＦｅＣｏ、ＦｅＰｔ）邋［９’ｉＤ］和金属氧化物（Ｆｅ３0４、Ｙ－Ｆｅ２0３、ＭｎＯ）逦从结构逡逑来看主要有球形纳米粒子、核－壳纳米粒子、异质体纳米粒子和非晶纳米（聚合逡逑物纳米粒子ｔｕ’Ｗ和自组装微粒ｔＷ）。逡逑ＣＴ逦；■逦若々逦ＭＫＩ逡逑图１．２邋Ａｕ－Ｆｃ３化纳米粒子用于体内的ＣＴ成像和ＭＲＩ成像逡逑目前，人们对铁氧纳米粒子的研究比较成熟普遍，尤其是Ｆｃ３0４纳米粒子的逡逑合成及应用研巧已经成为研究热点。Ｆｅ３0４纳米作为磁共振成像（ＭＲＩ）的Ｔ２对逡逑比剂在生物医学领域已经得到充分研究，而异质体结构的Ａｕ－Ｆｅｓ化纳米粒子的逡逑２逡逑
【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】：TB33;O657.3

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