磁性荧光双功能材料的改性研究

来源 :苏州科技大学 苏州科技学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:weihuifrist
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磁性纳米材料和生物体结合很难并且相容性也很差,为了让它能更好的在我们的实际生产和生活中得到应用,尤其是在医学界,生物界上的应用,我们必须想方设法的提高其稳定性和生物相容性,因而我们必须对这种纳米材料进行表面的官能化,使其表面带上需要的功能基团。量子点和磁性纳米材料一样三维尺寸必须都要达到纳米级别,量子点的尺寸比磁性纳米材料的还要小,一般情况下在2-20nm之间,一般来说组成量子点的元素:IIBA或IIIAVA的元素。但是一般来说单一的半导体材料制备的量子点其稳定性和荧光性不是很理想,因而许多科学工作者将其制备成多种材料组成的量子点,比如本文的油相量子点(CdSe/CdS)就是复合量子点,这种复合量子点的荧光性能更为优越,因为在CdSe的表面上会存在着许多的缺陷,就像月球的表面一样,不是那么的光滑,但是包裹一层CdS后,能够弥补其表面的缺陷,使复合量子点的荧光性能和稳定性得到改善。量子点具有许多的优点比如:激发光谱宽并且连续、发射光谱窄并且对称、容易调节发光的颜色等等,由于存在着这些的优点,人们希望将其利用到生活中去,比如应用到医学界和生物界中,所以量子点的研究就显得特别的重要。人们对材料尤其是新型材料的要求越来越苛刻,因为实际生活中人们总希望一个产品能够拥有多种性能,比如说手机的功能,从之前单一的打电话,发展成为多功能化的必需品,所以科学工作者将磁性纳米材料和荧光量子点尝试着连接起来,希望合成的材料能够拥有磁性和荧光这两种特性,这一研究有着重要的意义。比如我们将此材料与治癌药物连接起来,我们可以利用其磁性性能,在外加磁场的牵引下将我们的药物牵引到肿瘤部位,避免药物到其他部位,导致其他部位的损害,此外我们可以利用其荧光性能对药物进行观察,看其是否真的对癌变部位有效等等,由于先前工作者对磁性荧光材料做了很多的研究,本文通过三种合成方案合成了这种双功能材料,为了使双功能材料的磁性和荧光性能得到改善,希望能够更好地满足人们对其性能的要求。本文主要工作为:1.通过共沉淀法得到了性能优异的Fe3O4纳米颗粒,并对其制备方法和保存方法进行了改善,我们对制备时的温度、pH、反应时间等进行了探讨,并找到其最优化的实验条件,但本文中只写出了Fe3O4/PMIDA修饰时实验条件的探讨,其他两章节的最佳时间条件为本文对应章节所叙述的制备方法。2.本文对油相量子点和水相量子点的制备条件进行了探讨,我们对制备时反应的时间、反应温度等进行研究,经过比对分析我们知道:1.两者方案制备所需的成本一致,但油相量子点很容易失败:比如装置的气密性不好,或者在将两个前体连接的过程中转移的速度太慢都会导致实验失败。2.水相量子点的荧光性强度比油相的量子点要高3.水相量子点的稳定性不如油相量子点的稳定性,油相量子点的荧光性能会随着存放时间(一年内)的增长而略微的增加一点。4.油相量子点需要通过含有巯基的化学物将其转成水相的量子点,比如加入巯基乙酸。本文中如未特殊说明的量子点则为油相法制备的CdSe/CdS3.以FeCl3·6H2O和FeSO4·7H2O为原料采用化学共沉淀法,制备了磁性Fe3O4纳米颗粒,分别用阿伦磷酸钠(Alendronate)、双甘膦(PMIDA)、3-三羟甲基甲胺-2-羟基丙磺酸(TAPSO)对磁性纳米颗粒修饰,成功的合成了Fe3O4/Alendronate@CdSe/CdS、Fe3O4/PMIDA@CdSe/CdS、Fe3O4/TAPSO@CdSe/CdS。希望通过这三种不同的合成思路找出一种最佳的修饰方案。通过对产品的测试和表征,结果表明:(1)三种修饰剂都能成功的连接到磁性微球的表面,都能成功的得到双功能材料;(2)修饰剂包裹的越多连接的键越长,磁性能会有所降低,但是用氨丁三醇(TRIS)试剂进行改善后磁性的强度降低很小;(3)利用三种不同的修饰方案得到的磁性荧光双功能材料的荧光性能都能得到提高,单一的从荧光,磁性的角度来看,用TAPSO修饰的效果更好。总的来说,三种制备方案各有优点,无法简单的去说哪种方案最为优化,我们需要靠实际应用的要求和目的去选择使用哪种方案制备磁性荧光双官能纳米材料。
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