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《上海交通大学》 2016年
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稀土掺杂上转换发光纳米材料和超顺磁性四氧化三铁纳米粒子的制备与应用研究

孙容瑾  
【摘要】:纳米材料由于较多地受到量子尺寸效应、小尺寸效应和表面与界面效应的影响,往往在磁、热、光、电等方面表现出独特的性能。近年来,纳米材料逐渐成为科学研究的热点之一,并成为化学、物理、生物、医学等学科交叉创新的落脚点。在诸多的纳米材料中,由于在生物医学领域的诊断、成像等方面有着广阔的应用前景,稀土掺杂上转换发光纳米材料和超顺磁性四氧化三铁纳米粒子成为了越来越多的科研工作者的研究对象。本文首先采用酒石酸钾钠辅助的水热法制备了一系列稀土掺杂上转换发光纳米材料,包括BaLuF_5:Yb~(3+)/Er~(3+)、BaGdF_5:Yb~(3+)/Er~(3+)和BaYF_5:Yb~(3+)/Er~(3+)。酒石酸钾钠在水热前的搅拌阶段促进反应物形成3D网络结构的络合物前驱体,有效地抑制了水热过程中晶粒的野蛮生长,得到了尺寸在25~30 nm范围的球形颗粒。颗粒表面携带有羧基等可修饰的官能基团,使材料具有较好的亲水性,可以进一步与其他分子偶联成多功能的复合纳米颗粒。MTT细胞毒性实验证明了制备的材料具有较好的生物相容性。体外和体内的CT和MR成像实验,表明BaGdF_5:Yb~(3+)/Er~(3+)上转换发光纳米材料对CT和MR成像效果均有增强作用,可以用作CT和MR成像的联合造影剂。本文还采用抗坏血酸辅助的水热法制备了超顺磁性四氧化三铁纳米粒子。抗坏血酸在高温高压的水热反应体系中通过自身氧化成为脱氢抗坏血酸这一过程抑制Fe~(2+)氧化成为Fe~(3+),并在纳米粒子表面形成络合物,抑制了纳米粒子的生长,提高了亲水性能,并增强了功能性。磁性能测量结果显示制备的四氧化三铁纳米粒子具有较为优异的超顺磁性,使得纳米粒子在活体MR成像实验中显著地提高了成像效果,因此使得四氧化三铁纳米粒子也可以用作MR成像造影剂。
【学位授予单位】:上海交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TB383.1;TQ422;TQ421.7

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【参考文献】
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