基于聚合物纳米粒子的光电生物分析

发布时间：2021-08-28 03:14

　　半导体聚合物纳米粒子（SPNs）作为一种新型的有机光学纳米材料,具有吸收系数大、光学性能可调、尺寸可控、光稳定性好、易于表面功能化以及不含有毒金属及生物惰性组分等优点。此外,半导体聚合物纳米粒子还具有优异的光学性能和良好的生物相容性,这对生物分析至关重要。因此,半导体聚合物纳米粒子在荧光成像和肿瘤光动力治疗方面具有广阔的应用前景。由于SPNs的光学性质主要由前驱体半导体聚合物（SPs）决定,不依赖于纳米颗粒的大小,使得SPNs不同于许多光谱性质依赖于粒子尺寸的金属纳米颗粒。此外,在合成过程中,传感和功能部件易被整合或包裹到SPNs中,调整SPNs的光电子性质,使其能够在生物分析中实现荧光、化学发光和光声成像。因此,SPNs代表了一个多功能的纳米平台,可研究各种生理和病理过程。虽然SPNs在体内分子成像方面的应用很广泛,但其在光电生物传感分析中的应用却鲜有报道。本论文基于SPNs优异的光学性质,根据不同的合成方法,制备了不同特征的SPNs,并实现了其在光电化学（PEC）中的应用;利用SPNs易修饰的特性,设计了能够近红外荧光发射的上转换离子选择性聚合物纳米粒子,实现了细胞内目标离子（如钙... 

【文章来源】：南京大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：103 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１－２自组装法制备聚合物纳米粒子的示意图

南京大学博丄？学位论文?第一章??在有机溶剂中，得到均匀的混合溶液。乳液法中使用的有机溶剂与水不能混溶（如??二氯甲烷）。在剧烈搅拌或超声条件下，将混合溶液加入至含乳化剂的水溶液中，??小的有机液滴稳定在乳化剂之中，形成均匀的水包油（０／Ｗ）乳液；然后，将有??机溶剂蒸发，得到稳定的聚合物包裹的纳米粒子水相悬浮液３。除此之外，这些??聚合物纳米粒子的表面可以进一步功能化修饰，如图１－３所示３８。??Ｓｅｐａｒａｔｅ?ｏｉｌ?Ｐｒｉｍａｒｙ?Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ?Ｔｅｒｔｉａｒｙ??Ｓｉ?ａｑｕｅｏｕｓ?ｐｈａｓｅｓ?ｅｍｕｌｓｉｏｎ?ｅｍｕｌｓｉｏｎ?ｅｍｕｌｓｉｏｎ??＜?＾?＾＾＾?广?＾??、?，?、?＾?、?＾?＾?，??Ａｄｄ?Ａｄｄ?Ａｄｄ??ｅｍｕｌｓｉｆｉｅｒ?ｂｉｏｐｏｌｖｍｅｒ－１?ｂｉｏｐｏｌｖｍｅｒ－２??＂?？？？?、．：?？?？？？?．．．．?＾—＊?？?．＊??ＵａｔｃｒＪ?＾？Ｖ１?Ｕｆｔ＊?＾??赫暴輸??专?Ｓｉｎｇｌｅ－ｌａｙｅｒ?／?Ｄｏｕｂｌｅ－ｌａｙｅｒ?Ｔｒｉｐｌｅ－ｌａｙｅｒ??＼?、泰??＼?＼??Ｒｅｐｅａｔ?ｃｏａｔｉｎｇ??图１－３水包油（０／Ｗ）乳液中的液滴采用静电沉积方法均匀化后，其界面组成发生改变。在??这种情况下，带电荷的生物聚合物层沉积在带相反电荷的液滴上３８??１．１．２．３单体聚合法??单体聚合法制备过程与乳液法类似，都是在乳液中完成的，如图１－４所示３。??首先，制备包含有机发光分子和单体的有机混合溶液；然后，在超声作用的条件??下，将其均匀分散在包含乳化剂的水溶液里，形成稳定且均匀的小油滴

南京大学博上学位论文?第一章??＞；＋??Ｍｏｎｏｍｅｒｓ?Ｅｍｉｔｔｅｒｓ??图１－４原位单体聚合法制备聚介物包淹的有机纳米颗粒示意图。（ｉ?）含有乳化剂的水溶液??中加入单体和打机发光分子；（ｉｉ）在超声条件下，单体和发射体进行分散；（ｉｉｉ）在引发??剂的诱发作用下单体聚合，产生负载有机发光分子的聚合物纳米颗粒３??１．１．３半导体聚合物纳米粒子的性质??１．１．３．１半导体聚合物纳米粒子的尺寸与形貌??目前，半导体聚合物纳米粒子主要采用后聚合法制备而成。后聚合法主要包??含微乳液法和纳米再沉淀法。微乳液法可以通过改变溶液中表面活性剂和聚合物??的浓度来调节半导体聚合物纳米粒子的尺寸（图１－５所示）？４５。Ｌａｎｄｆｅｓｔｅｒ等人??利用微乳液法，调节衣闹活竹：剂和聚合物的浓度，制备ｆ颗粒尺寸为７５？２５０ｎｍ??的聚合物纳米颗粒溶液。同时，他们课题组还将制备的聚合物纳米粒了－应用了－发??光传感器和光伏器件中４６＿４８。Ｇｒｅｅｎ等人采用微乳液技术，将过量的聚乙二醉和??低浓度的聚合物溶解在二氯甲烷中，在超声的条件下制备ｆ颗粒尺寸为１３?ｎｍ的??聚合物纳米粒了＿２５。除此之外，Ｇｒｅｅｎ课题组还利用相似的制备方法和前驱体溶??液获得了平均直径为２?￣?５?ｎｍ的小尺寸的聚合物纳米颗粒４９。??一?—??Ｗ??图丨－５聚（甲基丙烯酸甲酯）／聚乙烯亚胺核壳纳米粒子的ＴＥＭ图像，其中，聚（甲基丙烯酸甲??酯）／聚乙烯亚胺比率分别为：（Ａ）?ＭＰ１０Ｋ－１１；?（Ｂ）?ＭＰｉＯＫ－４１；?（Ｃ）?ＭＰ１０Ｋ－１Ｉ４５??ＩＩ??


本文编号：3367673