收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

Fe_3O_4/NaYF_4:Yb,Er磁性上转换荧光复合微纳材料的制备及其性质的研究

刘德明  
【摘要】:随着纳米技术的快速发展,具有优良性能的荧光纳米材料在生物成像领域有着重要的应用价值。由于传统的荧光探针,如半导体量子点、有机染料和稀土下转换纳米粒子等,存在着生物毒性、光漂白、自荧光、只能表层激发等各种各样的缺点,因此它们不能完全满足生物成像需要。而稀土掺杂的上转换荧光纳米材料则有望成为新一代的荧光探针。与传统的荧光探针不同,上转换荧光纳米材料不但具有很好的光学稳定性和生物相容性,而且它需要的近红外光激发,这使激发光在生物组织中具有更深的穿透深度,因此利用上转换荧光材料有望实现活体体内荧光成像。另一方面,尺寸在3~20nm范围内的Fe_3O_4纳米粒子在室温下具有独特的超顺磁性,在MRI成像、药物传递、细胞分离和高热治疗等领域有着十分重要的应用价值。利用各种方法,研究人员将具有超顺磁性的Fe_3O_4纳米粒子与稀土上转换纳米材料结合,制备出了同时具有超顺磁性和上转换荧光特性微纳米复合材料。这种复合材料将会在生物成像与生物探测等领域有着比单一功能纳米材料更为重要的应用。 本论文讲述了Fe_3O_4/NaYF_4:Yb, Er磁性上转换荧光微纳米复合材料的合成工作。首先,通过高温法合成了一系列小尺寸的六角相NaYF_4:Yb, Er纳米粒子。透射电子显微镜和荧光光谱仪的测试结果表明,所合成的NaYF_4:Yb, Er纳米粒子不但具有一致的尺寸和良好的分散性,而且在980nm激光激发下有着很高的上转换荧光强度。通过CTAB对油酸修饰的NaYF_4:Yb, Er纳米粒子进行表面改性,使纳米粒子在水溶液中具有良好的分散性。用溶剂热法制备了尺寸为~10nm油酸修饰的Fe_3O_4磁性纳米粒子,并采用如下三种方法将Fe_3O_4磁性纳米粒子与NaYF_4:Yb, Er上转换荧光微纳米颗粒进行复合,得到了三种Fe_3O_4/NaYF_4:Yb, Er微纳米复合材料。具体如下:(1)水热法合成Fe_3O_4/NaYF_4:Yb,Er亚微米棒。通过透射电子显微镜和X-射线衍射谱对样品进行了形貌和晶相结构的表征,数据表明复合材料是长~700nm、宽200nm的亚微米棒,其复合结构是由大量Fe_3O_4吸附在NaYF_4:Yb,Er晶体上构成。荧光光谱和磁滞回线分析表明,这种复合材料在980nm激光激发下可发出明亮的绿色荧光,而且它具有超顺磁性,其饱和磁化度达到9.4emu.g~(-1)。与报道的磁性上转换复合材料相比,这种复合材料的磁性和荧光特性有明显的改善;但是其较大的尺寸将限制它在生物方面的应用。(2)SiO_2包覆法合成NaYF_4:Yb,Er/Fe_3O_4-SiO_2纳米复合材料。通过电镜表征,我们发现该复合材料是由介质SiO_2将Fe_3O_4和NaYF_4:Yb,Er包覆在一起而构成。该复合材料的尺寸为~200nm,与Fe_3O_4/NaYF_4:Yb,Er亚微米棒相比有明显减小;并且表现出良好的水溶性。但由于材料中存在过量的SiO_2,这使复合材料之间产生一定的团聚。(3)有机溶剂蒸发法合成NaYF_4:Yb,Er/Fe_3O_4复合纳米粒子。透射电子显微镜的照片显示复合纳米粒子尺寸为~50nm,是由单个37nm NaYF_4:Yb,Er纳米粒子与若干个~10nm的Fe_3O_4磁性纳米粒子组装而成。复合材料在水溶液中可以形成透明澄清的溶液,表现出很好的水溶性。通过980nm激光激发和磁铁吸引表明,所合成的复合材料可以在水溶液中被磁铁收集,并发射出淡黄色上转换荧光。通过同样的方法,又合成了尺寸为~50nm的NaYF_4:Yb,Er/Ag纳米复合粒子。这说明有机溶剂蒸发法可以用于其他小尺寸纳米颗粒的组装,来制备其他多功能复合纳米材料。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 赵红晓;胡中爱;孔超;杨玉英;尚秀丽;任莉君;王彦鹏;;NiFe_2O_4纳米粒子的水热合成及表征[J];化工新型材料;2006年06期
2 张明刚;赵广荣;;生物相容性磁性纳米复合粒子的制备与表征[J];安徽职业技术学院学报;2006年02期
3 行春丽;成战胜;屈菊萍;;磁性纳米SO_4~(2-)/Fe_3O_4-ZrO_2固体超强酸催化合成己二酸二正辛酯[J];化学反应工程与工艺;2005年03期
4 吴晋瑞;薛立娟;丁国斌;洪霞;郭轶;黄宜兵;徐力;张学忠;;水相合成磁性Fe_3O_4纳米颗粒[J];吉林大学学报(理学版);2009年05期
5 王君,张密林,郑崇辉,景晓燕;磁性纳米固体超强酸的制备研究[J];应用科技;2005年01期
6 张鑫;李鑫钢;姜斌;;四氧化三铁纳米粒子合成及表征[J];化学工业与工程;2006年01期
7 徐惠,王毅,翟钧,力虎林,苟国俊;Ni-P包覆纳米氧化锆复合粉体的制备及性能研究[J];兰州大学学报(自然科学版);2005年03期
8 李和平;肖华伍;肖子丹;阮建明;;磁性壳聚糖-5-氟尿嘧啶纳米粒的制备及体外释药性能[J];高分子材料科学与工程;2007年01期
9 赵选英;王同华;李琳;刘颖;曹义鸣;;Fe_3O_4掺杂制备气体分离功能炭膜[J];无机材料学报;2010年01期
10 左玉香;;Ag/Co/Au三金属纳米粒子的合成及表征[J];广东化工;2010年05期
11 娜仁图雅;包伊荣;莎木嘎;;燃烧法纳米铁酸盐的制备及表征[J];内蒙古民族大学学报(自然科学版);2009年01期
12 李建平;陈绪胄;;基于Fe_3O_4/Au/GOx的新型磁性敏感膜葡萄糖传感器的研制[J];化学学报;2008年01期
13 付祎;成利艳;于永丽;徐淑坤;王乃芝;;YVO_4:Eu荧光纳米粒子的合成及表征[J];化学研究与应用;2008年10期
14 朱展才,林德娟,李顺兴;Fe_2O_3-PMMA复合纳米材料的制备及磁性和溶解性[J];应用化学;2004年08期
15 孙维民;郑卓;徐东年;刘正;董星龙;;Ni纳米粉体的氧化特性和磁性研究[J];材料热处理学报;2007年05期
16 孙维民;张毅;石明浩;刘正;董星龙;;Fe-C纳米粉体的制备及特性[J];功能材料;2008年06期
17 何林锋;;电子束辐照法合成钴纳米粒子的表征[J];上海计量测试;2007年04期
18 李凤仪,刘良坦,罗来涛,陈昭平,卢维奇;铂重稀土催化剂的催化性能[J];南昌大学学报(理科版);1988年03期
19 ;磁性远红外羽绒系列品[J];技术与市场;1998年02期
20 ;铁-铬系磁性合金[J];金属功能材料;1999年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 耿殿禹;张志东;司平占;张维山;赵新国;刘伟;苏会和;胡魁义;金志雄;;具有核—壳型结构的α铁固溶体纳米粒子的制备与磁性[A];纳微粉体制备与应用进展——2002年纳微粉体制备与技术应用研讨会论文集[C];2002年
2 周金平;刘石林;张俐娜;;纤维素/磁性纳米粒子复合膜的结构与性能[A];2005年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2005年
3 李和平;蔡红革;肖华伍;龙姝;阮建明;;磁性壳聚糖-5-氟尿嘧啶纳米粒子的制备及其释药性能[A];中国化学会第四届有机化学学术会议论文集[C];2005年
4 谭明乾;颜惠平;张玲馨;王际辉;马小军;;基于环糊精的碳荧光纳米粒子制备及水中铜离子检测研究[A];中国化学会第28届学术年会第12分会场摘要集[C];2012年
5 孙亚斌;丁小斌;;具有温度诱导磁分离功能的聚合物杂化Fe3O4纳米粒子[A];2007年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(下册)[C];2007年
6 刘燕;刘天晴;;磁性蒙脱石纳米粒子的制备与表征[A];中国化学会第十三届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2011年
7 吴润;谢长生;胡军辉;张洁;;非晶Co纳米粒子的非平衡形成及其性能特点[A];纳米材料和技术应用进展——全国第二届纳米材料和技术应用会议论文集(上卷)[C];2001年
8 韩三阳;姚建林;陈帅;鲍芳;顾仁敖;;Fe_2O_3/Au/Ag磁性核壳纳米粒子的制备及其SERS研究[A];第十五届全国光散射学术会议论文摘要集[C];2009年
9 郑楠;黄俐研;刘正平;;磁性P(St-co-NaAA)/Fe_3O_4复合微球的制备与表征[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
10 张琼瑶;赵月萍;叶勇;;磁性5-氟尿嘧啶核壳纳米粒子的制备及其载药、释药性能[A];湖北省化学化工学会第十一届分析化学专业年会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王冠男;磁性荧光复合纳米粒子的合成及生物应用[D];吉林大学;2011年
2 贺永强;纳米生物复合材料的制备与性能表征[D];天津大学;2010年
3 王小明;直接甲酸燃料电池阳极催化剂研究[D];复旦大学;2010年
4 徐洪波;基于自组装单层纳米粒子构筑抗反射结构[D];吉林大学;2011年
5 罗晓刚;再生纤维素微球的制备、结构和功能[D];武汉大学;2010年
6 龙学颖;靶向生长抑素受体的磁共振分子探针的制备、表征及体外细胞实验[D];中南大学;2010年
7 刘利娜;核壳型多功能纳米复合材料及其光、磁、氧传感性能研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2010年
8 田野;聚合物微机械的飞秒激光加工及驱动研究[D];吉林大学;2011年
9 成永强;利用滚环扩增和纳米粒子均相无标记检测核酸的研究[D];河北大学;2008年
10 程元荣;原位聚合法制备半导体纳米粒子/聚合物杂化光学材料[D];吉林大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘德明;Fe_3O_4/NaYF_4:Yb,Er磁性上转换荧光复合微纳材料的制备及其性质的研究[D];吉林大学;2012年
2 姚磊;基于磁靶向治疗的纳米磁性材料标记技术研究[D];南京理工大学;2010年
3 周健;磁性荧光纳米粒子分离家蝇GABA受体蛋白[D];上海师范大学;2010年
4 熊军;基于碳纳米管的功能化磁性荧光纳米材料的制备和性能研究[D];武汉理工大学;2011年
5 马红美;基于纳米羟基磷灰石的新型药物载体系统的研究[D];上海师范大学;2011年
6 张雅铭;亲/疏水不对称空心聚合物微球制备及纳米粒子装载研究[D];北京化工大学;2010年
7 梅长松;磁性纳米固体超强酸的合成及催化性能研究[D];哈尔滨工程大学;2002年
8 白雪;化学辅助高能球磨制备SmCo_5纳米粒子、纳米薄片及其物理性质研究[D];吉林大学;2011年
9 高洋;Fe_3O_4纳米粒子/环氧树脂基复合材料的制备及导热性研究[D];武汉理工大学;2011年
10 孙莉;纳米Fe_3O_4表面磁性壳层制备及SiO_2包覆的研究[D];济南大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 阳光;肿瘤早期诊断造影剂研究获进展[N];中国医药报;2006年
2 记者 万曦亮;“磁性上饶”成为外商创业乐园[N];上饶日报;2006年
3 记者 白毅;中科院长春应化所磁性纳米药物制备研究获创新成果[N];中国医药报;2009年
4 记者  董映璧;德意科学家破解二氧化镎奇异磁性之谜[N];科技日报;2007年
5 张中桥;磁性支架能防再狭窄吗?[N];健康报;2008年
6 林成功;我科学家制备生物相容磁性纳米晶体[N];中国化工报;2006年
7 陈丹;科学家利用原子空位使石墨产生磁性[N];科技日报;2010年
8 郑铁峰通讯员 王帆;一把钥匙能开遍一幢楼房门[N];中国消费者报;2007年
9 小新;磁性导航立体定向技术有望治疗心律不齐[N];医药经济报;2005年
10 张华;统一润滑油力推新一代双效磁性产品[N];中国工业报;2007年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978