二氧化硅基復合功能微球的制備及其應用.pdf

1、作為一種新材料，功能性復合納米材料已經越來越受到人們的關注。尤其是核殼型復合納米顆粒，將不同物質所擁有的多種功能有機地結合在一起，顯示出普通單組分納米顆粒無可比擬的性能，在生化檢測、醫(yī)學成像、生物物質分離等生物醫(yī)學領域顯示出了廣闊的應用前景。用二氧化硅修飾的復合材料，不但保留了原有物質的特性，而且改善了其分散性、穩(wěn)定性及生物相容性，同時也為進一步的功能化提供了很好的載體，已成為現(xiàn)今科學的熱點。
　　 本論文中，選用二氧化硅作為改

2、性材料，充分利用二氧化硅的化學穩(wěn)定性、高生物相容性和表面易功能化的界面特性。合成一系列核殼結構的熒光二氧化硅球和磁性/熒光雙功能的硅球。并應用所制備的熒光硅球刷顯潛指紋，研究內容主要分為以下三個方面：
　　 (1)熒光染料羅丹明B(RB)與四乙氧基硅烷(TEOS)和苯基三乙氧基硅烷(PTOS)共縮聚反應，得到包覆RB的熒光硅球。通過調節(jié)反應體系中各個成分，提高熒光染料RB的摻雜效率，控制熒光微球的粒徑、單分散性及熒光性質。實驗發(fā)

3、現(xiàn)：隨著氨水用量的增加，熒光微球的粒徑逐漸增大，粒徑分布也隨之變窄，當反應體系中氨水濃度為0.57 mol/L時，得到粒徑為630 nm均勻分布的熒光硅球。增加PTOS和RB的量有利于提高在硅球中RB的包覆量，但對微球的分散性產生不利影響，在30 mL乙醇和5 mL水的混合溶液中，加入RB的量為0.125 mmol和PTOS的量為1.0 mL，得到的硅球形態(tài)和分散性最好。足夠的反應時間有利于體系中硅烷的充分反應，明顯改善硅球的粒徑均一性

4、和形貌。通過改變羅丹明B的摻雜形式，利用RB中的羧基與氨基丙基三乙氧基硅烷(APTS)上的氨基成肽反應制得氨基硅烷修飾的RB(RBS)，在摩爾比RB：APTS=1:2時，以共價鍵的形式摻雜到硅球中的RBS量最多。實驗證實：在30 mL乙醇和5 mL水的混合溶液中，加入RBS量為1.5 mmol時得到的熒光硅球的顆粒形態(tài)、分散性達到最好。經過對比刷顯潛指紋效果證明，此時對潛指紋刷顯最明顯，同時，實驗也證明過多或過少的RBS加入，都會影響硅

5、球的形貌及性質最終對指紋刷顯產生不利影響。
　　 (2)與小組同學合作，制得磁性顆粒，在磁性顆粒表面絡合檸檬酸鈉，使得磁性粒子分散性顯著改善，并對其進行二氧化硅包覆，控制加入TEOS的量可以方便的控制包覆厚度，得到硅層厚度為6 nm、15 nm、20 nm和31 nm。根據(jù)上述實驗結果，得出了合成Fe3O4/SiO2的最優(yōu)條件，對磁性硅球表面修飾氨基硅烷，為下一步制備磁性熒光雙功能顆粒提供基礎，通過XRD、FT-IT、PPMS對

6、Fe3O4和Fe3O4/SiO2磁性粒子進行表征。
　　 (3)結合上面得到的氨基硅烷連接的改性硅球。采用三步法制備性質穩(wěn)定的磁性/熒光復合微球。第一：以表面為-N2H的磁性微粒為核，在四氫呋喃溶液中連接表面親油的量子點，通過對比發(fā)現(xiàn)：在40 mL四氫呋喃溶液中，加入10 mgFe3O4/SiO2/NH2和5 mg QDs時，得到的復合粒子分散性最好。第二：磁性/熒光復合顆粒表面與巰基乙胺、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、巰丙基三乙氧