基于磁性荧光的多功能纳米材料的组装及应用

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:allsky_
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多功能纳米是将具有不同特性的纳米结构材料有效的组装使其具有多重功能。其中,磁性纳米粒子被广泛应用于环境和生物医学等领域,如磁分离,核磁共振成像以及癌症热治疗等,荧光特征可以用作荧光探针以及光成像。将磁性纳米粒子或荧光试剂或两者同时功能化能够为生物医学技术,环境保护和多功能杂化材料等领域提供巨大的潜在的应用价值。   本论文主要利用化学、材料学、光谱学以及生物化学的实验手段和方法,设计合成了一系列基于磁性荧光的多功能化复合纳米材料。我们利用铁磁功能化的沸石构建了一个光学传感器,可应用于工业废水中Hg2+的同时检测和分离。同时,我们设计了一种可以同时多功能成像以及靶向性光动力学治疗的复合材料,并将它应用于细胞的双成像以及光动力学治疗。主要内容如下:   1.将Fe3O4掺杂到介孔孔道中,罗丹明联肼修饰在介孔沸石表面,我们成功的设计了一种新颖的,“all-in-one”多功能介孔沸石材料。荧光基团连接在表面可以对Hg2+离子具有很好的选择性检测,利用沸石介孔的独特的吸附和扩散能力以及铁磁能从复杂相中移除的功能,该材料可以有效的从废水中检测并移除Hg2+。   2.合成了基于光敏试剂嵌插的适体共价连接的荧光磁性纳米粒子,并将其应用于光学成像核磁成像以及光动力学治疗。AS1411适体能够形成分子内G-四链,选择性的将光敏试剂5,10,15,20-四(1-甲基-4-吡啶基)卟啉(TMPyP4)运输到MCF7胸腺癌细胞。TMPyP4能够产生单线态氧有效的诱导癌细胞凋亡。   3.通过简单的核-介层-壳方法合成了磁性纳米粒子核上装换纳米粒子壳材料。磁性纳米粒子与荧光材料结合将导致具有磁性荧光两种纳米材料优点的特殊功能的磁荧光复合物形成。该材料将为磁分离,靶向载药,多功能成像,诊断和治疗综合应用提供新的机遇。   4.通过原位组装的方法合成了石墨烯-上转换纳米材料,该材料拥有增强的电化学发光性能。由于石墨烯良好的电传导性能以及大的表面积,稀土上转换杂化材料的电化学发光信号与上转换材料自身相比增强了近5倍。这种材料可以应用于基于电化学发光的领域。
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