磁性稀土荧光多功能纳米颗粒的合成及细胞成像研究

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1、分类号学号M201071468学校代码10487密级硕士学位论文磁性稀土荧光多功能纳米颗粒的合成及细胞成像研究学位申请人：刘玉萍学科专业：生物化学与分子生物学指导教师：赵元弟教授马志亚副教授答辩日期：2013年1月25日ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofScienceSynthesisofmultifunctionalmagnetic-rareearthluminescentnanoparticlesforcellimaginga

2、pplicationCandidate:Yu-PingLiuMajor:BiochemistryandmolecularbiologySupervisor:Prof.Yuan-DiZhaoAssociateProf.Zhi-YaMaHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaJanuary,2013独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的

3、研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在_____年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期

4、：年月日日期：年月日本课题受到国家自然科学基金项目资助本课题受到国家科技支撑计划课题（2012BAI23B02）和国家自然科学基金项目（81071229、81000661）的资助华中科技大学硕士学位论文摘要癌症是当今威胁人类健康的头号杀手。结合纳米技术和生物医学的纳米医学具有许多优于传统癌症治疗手段的特点，有望在癌症的早期诊断以及治疗方面取得突破性进展，因而引起了各个国家的广泛关注。高性能的纳米探针的设计和应用是实现这一目标的关键，也是目前纳米生物医学研究的热点和难点。在过去的十几年里，各种纳米探针在癌症的诊断和治疗方面也取得了相当大的进展，但离临床应用还

5、有一段时间。其原因在于一些关键性的问题还未解决,如缺乏合适的体内成像的荧光探针、纳米探针的生物相容性和毒性等，因此开发生物相容性好、具有多模式成像功能的纳米探针成为医学发展的重点。本课题利用稀土纳米材料优异的光学性能和磁性四氧化三铁纳米颗粒独特的磁性能，构建新型的多功能磁性荧光纳米探针，将其应用于体外细胞荧光成像和磁共振成像，本研究将为肿瘤的诊断治疗提供理论依据。主要研究内容包括：（1）利用多元醇法制备了磁性-稀土下转换荧光纳米颗粒。首先在二缩三乙二醇（TREG）溶剂中分解乙酰丙酮铁，合成了水溶性四氧化三铁（Fe3O4）纳米颗粒，再在含有稀土离子的一缩二乙

6、二醇（DEG）溶剂中合成了核壳结构纳米颗粒Fe3O4@CeF3:Tb@CeF3。并通过透射电镜（TEM）、X射线粉晶衍射（XRD）、光致发光光谱（PL）对纳米颗粒进行了表征。结果表明合成的多功能纳米颗粒粒径小于20nm，具有良好的水溶性和强的荧光性能。（2）首先利用高温分解法制备油溶性Fe3O4纳米颗粒，在此基础上，通过两种方法得到两种不同结构的磁性-稀土上转换荧光多功能纳米颗粒。其一为直接在磁性纳米颗粒表面包覆荧光层得到Fe3O4@NaYF4:Yb,Er多功能纳米颗粒，其二为将NaYF4:Yb,Er上转换纳米颗粒自组装在包覆有二氧化硅（SiO2）的Fe3

7、O4纳米颗粒表面得到Fe3O4@SiO2@NaYF4:Yb,Er多功能纳米颗粒。（3）通过柠檬酸对Fe3O4@CeF3:Tb@CeF3多功能纳米颗粒进行表面功能化修饰并偶联靶向生物分子叶酸，将其应用于体外细胞的荧光成像和磁共振成像。结果表I华中科技大学硕士学位论文明该多功能探针在0-450μg/mL浓度范围内，无明显细胞毒性，且具有较强的绿色荧光和较高的弛豫率，在荧光成像和磁共振成像中具有潜在的应用价值。关键词：磁性荧光纳米颗粒多功能细胞成像荧光成像磁共振成像II华中科技大学硕士学位论文AbstractNowadays,cancerhasbecomethe

8、leadingcausetohumandeath.Thecombi