ws2量子点的制备和发光性质及其在辐射防护中应用

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1、WS2量子点的制备和发光性质及其在辐射防护中应用PreparationandOpticalPropertiesofWS2QuantumDotsandTheirApplicationinRadiationProtection学科专业：凝聚态物理作者姓名：白雪亭指导教师：刘昌龙教授天津大学理学院二零一七年五月万方数据万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已

2、在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：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天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日万方数据万方数据摘要WS2因其独特的几何和电子结构备受凝聚态物理和材料科学领域的关注，此外，随着WS2尺寸的减小，会展现出更高的比表面积和多边缘效应，这使其催化性能

3、大大提高，并且超小的WS2QDs(<5nm)可以避开网状内皮系统的吸收，降低其在体内毒性，在医学领域有广阔应用前景。本论文研究了超小尺寸WS2QDs在电离辐射导致的机体损伤的修复作用及其在机体内毒理分析。主要内容及结果如下：(1)通过声波降解结合热处理的方法成功制备出三种形态的WS2纳米材料：二硫化钨纳米片(WS2NSs)、纳米片和量子点的复合物(WS2NSs+QDs)、二硫化钨量子点(WS2QDs)，通过透射电子显微镜、紫外-可见(UV-Vis)吸收、光致发光等一系列物理表征得出相比于其它两种形态，WS2QDs具有良好的发光性能及水溶性，且具备优异电催化能力。(2)研究了WS2QDs的

4、体外防护效果。通过细胞存活率、辐射导致的活性氧(ROS)水平以及核DNA损伤程度等生物指标的变化来检测WS2QDs的辐射防护性能。体外细胞实验结果显示WS2QDs具有低细胞毒性和高效的防护性能。(3)研究了WS2QDs的体内防护效果。通过探究辐照前后肠组织细胞凋亡，体内超氧化物歧化酶(SOD)，丙二醛(MDA)水平及股骨有核(BMNC)和DNA数量等生物指标发现WS2QDs可显著降低肠组织细胞的凋亡数目，保护并修复造血系统，SOD和MDA的实验结果表明WS2QDs可通过帮助清除ROS，有效地提高SOD活性水平，降低有害产物MDA的产生。(4)系统研究了WS2QDs的毒性，通过细胞摄取、累

5、积尿排泄、血药浓度、生化血常规、病理切片等分析发现给药剂量的80%可通过肾脏排出，表现出很高的肾清除率，有较长的血液半衰期(1h)，同时对血液系统及各个脏器无明显影响，表明WS2QDs具有生物低毒性。关键词：WS2量子点，激发依赖，清除自由基，辐射防护，肾清除I万方数据II万方数据ABSTRACTTwodimensionalWS2materialshaveattractedwideattentionincondensedphysicsandmaterialsscienceduetoitsuniquegeometricandelectronicstructures.Owingtohighe

6、rspecialsurfaceareaandmoreactiveedgesites,ultrasmallWS2QDsusuallyshowhighercatalyticactivitiesthanregularnano-sizedWS2particles.Especially,ultrasmallWS2QDs(<5nm)canescapetheabsorptionofreticuloendothelialsystem(RES)andcouldbeexcretedbykidneyrapidly,resultinginlittleaccumulationinorgans.Basedonuni

7、quephysicalandchemicalproperties,WS2QDshavegreatpotentialforbiomedicineapplication.Inthiswork,wedesignedaclassofhighlyefficientcatalyticWS2QDsforradiationprotectionduringcancerradiationtherapies.Themaincontentsandresul