医用纳米功能探针的研制及其在荧光、磁性标记和靶向光热治疗方面的应用.pdf

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1、中国科学技术大学博士学位论又医用纳米功能探针的研制及其在荧光、磁性标记和靶向光热治疗方面的应用作者姓名：学科专业：导!J币姓名：完成时间：尹乃强凝聚态物理许小亮教授二O一四年五月五日UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationfordoctor’SdegreeDevelopmentofmedicalnanoprobesandtheirapplicationsinfluorescent，magneticlabelingandphotothermaltherapyAuthor：Speciality

2、：Supervisor：Finishedtime：YinNaiqiangCondensedMatterPhysicsProf．XiaoliangXuMay5m，2014中国科学技术大学学位论文原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研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。，1_’一'作者签名：召蝴签字日期：中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学

3、位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定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，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等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、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。略开口保密(——年)作者签名：签字日期：亟亟毫加哗厶夕导师签名：立互尘麴摘要随着科学技术的高速发展，器件、设备的小型化已成为其发展的主要趋势，纳米材料也因此得到了科研工作者的高度关注。半导体荧光量子点(优异的发光特性)、纳米金属(等离子体共振效

4、应)以及磁性材料(磁学性能)是目前纳米材料领域中的三类热门材料。相比于传统的荧光染料，半导体荧光量子点具有发射峰较窄、发射波长连续可调、抗漂白能力强、发光强度高、热稳定性好等特点，更利于在实际生产和生活中应用，如生物医学中作为示踪剂、在页岩气开采中作为标记物等。纳米金属因其优良的等离子共振效应，可用其散射效应增强其周围发光物质的发光强度，进而提高检测灵敏度；利用其吸收效应制成的光热探针，对癌细胞进行光热治疗，是一种非介入、无痛楚治疗手段。磁性纳米材料具有超顺磁性，可以实现定向输运药物、磁分离、增强磁共振成像、磁热治疗等功能。然而纳米材料单一的优良性质往

5、往不能满足实际的需要，因此多功能复合材料已逐渐登上历史的舞台，复合材料集多种功能于一体，极大地提高了效率、降低了成本。基于此，本论文除了通过不同手段制各多种纳米材料之外，还制备了多种复合纳米材料，并对制备的纳米材料进行了表征分析和应用研究。本论文的主要研究内容如下：第一章主要对半导体荧光量子点、纳米金属以及磁性材料的基本概念、性质、制备方法以及应用进行了综述。第二章首先对半导体荧光量子点的结构和光学特性进行了描述；通过液相法制各了水溶性CdTeS量子点(发射波长从536nm至774nm连续可调)，为了进一步提高量子点的发光稳定性和发光强度，制备了CdT

6、eS@CdS核壳量子点，CdS壳的包覆时间为14min时荧光量子点的荧光强度达到最大(0．6倍提高)，并利用此量子点成功实现了对乳腺癌细胞的荧光标记；为了解决Cd系量子点的毒性问题，通过液相法制备了锰掺杂的硫化锌量子点，并对影响量子点发光的因素(Mn2+的掺杂浓度、宿主元素锌与硫的比例、反应所处的气氛)进行了讨论分析，当Mn2+掺杂浓度为5％、锌与硫的比例为5：4．5、氮气下反应时量子点具有最佳的荧光发射效果，最后在锰掺杂硫化锌量子点外面包覆硫化锌壳同样提高了量子点的发光强度，其最高实现了0．3倍的荧光增强。第三章主要研究了基于纳米金属局域表面等离子体

7、共振特性的荧光增强效应。我们首先对其荧光增强原理进行了归纳总结；然后通过两种方法(籽晶生长法和一步生长法)制备了金纳米棒，对其结构特征及其光学特性进行了讨论分析，金纳米棒具有两个分立的局域表面等离子体共振峰，通过控制硝酸银的用量实现了对金纳米棒的吸收峰的有效调控(600nm至800nm)；使用多元醇方法制备了T摘要银纳米立方体，并研究了其结构和光学特性，通过时域有限差分方法(FDTD)软件对银纳米立方体(外来光入射条件下)周围的电场分布情况进行了模拟计算，在银纳米立方体的拐角和拐边处有强的电场分布；制备了Ag@dye．dopedSi02复合纳米材料，利

8、用银纳米球的局域表面等离子体共振效应实现了对荧光染料的发光增强，当染料掺杂的二氧化硅层厚度为l