疏水性连续变化的功能化金纳米颗粒的合成与表征

论文摘要

近年来,纳米技术发展迅速,在能源、材料、环境及生物医学等领域的应用不断取得突破性进展。纳米材料的广泛的应用使得人类与它的联系越来越紧密,与纳米材料相关的研究已经成为了全世界最热门的课题之一。在众多组成、形状和尺寸各异的纳米材料中,金纳米颗粒由于具有易于合成、具有稳定性、分散性和生物相容性好的特点,更是受到科学家的青睐。因此,不同功能化的金纳米颗粒的构建是目前纳米技术在生物医学领域的一个重要研究方向。本课题在构建表面疏水性连续变化的金纳米颗粒的过程中,首先设计了配位体的结构,合成了一系列含有硫原子作为端基集团,具有不同的亲水疏水性的配体化合物。然后通过调节亲水性／疏水性分子共价连接到金纳米颗粒表面的比例,使功能化的金纳米颗粒的疏水性呈连续变化,并借助油水分配系数的测定对其疏水性进行定量表征。本课题在制备功能化金纳米颗粒的过程中,尝试了多种合成路线,并且通过科学的筛选,找到了最佳的路线和条件,得到了更加均一、半径更小的金纳米颗粒。在后面的理化性质表征中,对合成的方法进行了证明与分析,并提出了合理的解释和说明。在合成路线优化之后,可以通过改变配体的种类,甚至选择合适的药物分子,连接到制备的金纳米颗粒上,作为一种新型的药物合成方法,应用到生产实践中。用测定油水分配系数的概念来定量表征纳米材料的疏水性,在现有发表的文献中还未曾报道过,金纳米颗粒油水分配系数的测定也是本课题的一种创新尝试。对于化学小分子修饰的功能化金纳米颗粒表面配体数目的测定,目前还没有比较精确的方法,只有通过透射电镜与氮元素分析,算出的平均值。本课题采用了分子量与密度相结合的方法,计算出了平均的金纳米颗粒的数目及配位体的分布。这种计算方法虽然还有待于发展,但是目前可以用于功能化金纳米颗粒表面构成初步估测,方便易行。本课题主要围绕着功能化金纳米颗粒的构建,通过筛选合适的配位体,探索新的合成手段,制备得到了疏水性连续变化的金纳米颗粒。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 符号说明
• 第一章 绪论
• 1.1 纳米技术与纳米材料
• 1.1.1 纳米技术的定义与研究
• 1.1.2 纳米材料的应用
• 1.2 金纳米颗粒
• 1.2.1 金纳米颗粒的发现与发展
• 1.2.2 金纳米粒子的制备方法
• 1.2.3 金纳米颗粒的主要应用
• 1.2.4 功能化金纳米颗粒的构建
• 1.3 油水分配系数
• 1.3.1 油水分配系数的定义与应用[51.52]
• 1.3.2 油水分配系数的测定方法
• 1.4 本课题的研究内容
• 第二章 配位体及功能化金纳米颗粒的合成与表征
• 2.1 实验仪器及试剂
• 2.2 配位体分子的设计与合成
• 2.2.1 仪器测试条件
• 2.2.2 Ligand 1 的制备（见 Scheme 3）
• 2.2.3 Ligand 2 的制备
• 2.2.4 Ligand 3 的制备
• 2.2.5 Ligand4 的制备（SchemelO）
• 2.3 功能化金纳米颗粒的制备
• 2.3.1 氯金酸溶液的配制
• 2.3.2 AuNP-1 的制备
• 2.3.3 AuNP-2 的制备
• 2.3.4 AuNP-3 的制备
• 2.3.5 AuNP-4 的制备
• 2.3.6 AuNP-5 的制备
• 2.3.7 AuNP-6 的制备
• 2.4 功能化金纳米颗粒的分析表征
• 2.4.1 纳米金颗粒表面共价连接配位体的定量分析
• 2.4.2 仪器测试条件
• 2.4.3 功能化金纳米颗粒油水分配系数的测定
• 第三章 实验结果与讨论
• 3.1 合成出的三种配位体的分析表征
• 3.2 功能化金纳米颗粒表面共价连接配位体的定量分析及表征
• 3.3 油水分配系数的测定结果
• 3.4 本章小结
• 第四章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表