金纳米棒@水滑石核壳结构纳米材料的合成及生物应用研究
金纳米棒(Gold nanorod，简称GNR)的光热转化效率(η)可以通过调节长径比和制备核壳结构来提高。因此，本文发展了一种简单的合成方法，用金纳米棒和水滑石(Layered double hydroxide，简称LDH)构建了金纳米棒@水滑石（GNR@LDH）核壳结构。在该结构中，LDH导致部分GNR发生耦合，改变了GNR表面的折光率，同时使Au表面的电子密度发生变化，产生了更多的电子缺陷从而导致了更高的光热转化效率。在808nm激光的照射下，GNR@LDH的光热转化效率可以达到60％。此外，GNR的配体十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）在合成过后也可以完全被去除。由于其高光热性能和低生物毒性，这种GNR@LDH核壳纳米复合材料可以用于光热抗菌、肿瘤成像和肿瘤光热治疗。本论文的主要研究内容如下: 1.通过金种子介导法制备了GNR，在GNR存在的条件下用一锅法合成了LDH，使LDH在GNR表面异相成核，形成GNR@LDH核壳纳米结构。利用透射电镜、扫描电镜、X射线衍射、X射线吸收光谱、紫外可见光谱、MTT标准试剂盒、溶血实验等方法进行结构表征及性质测试，发现GNR@LDH纳米复合材料将原有GNR的光热转化效率从9％提升至了60‰同时降低了材料的细胞毒性，是一种生物相容性非常好的材料。 2.GNR@LDH的光热抗菌应用研究。在体外抗菌实验中，GNR@LDH在300μg/mL，照射5min的条件下，便对革兰氏阴性菌E.coli和革兰氏阳性菌S.a.都展现出很好的杀菌能力（杀菌率高达90％），具有广谱抗菌性。在小鼠创口愈合实验中，GNR@LDH可以有效地杀死感染创口处的细菌，并促进伤口愈合，且未对小鼠健康造成影响。 3.GNR@LDH的肿瘤成像及光热治疗应用研究。在体外细胞实验中，无光照条件下，GNR@LDH对HeLa细胞几乎没有毒性，而在300μg/mL的浓度并给予808nm激光照射的条件下，能够有效杀死癌细胞（杀死率大于90％）。GNR@LDH作为光调控的抗癌纳米材料，拥有优异的性能。GNR@LDH在小鼠体内，具有良好的光声(PA)成像及计算机断层扫描(CT)成像性能，同时在近红外光照的条件下，对肿瘤有明显的消融作用，可以作为良好的肿瘤纳米治疗剂，且未对小鼠的其他器官造成损伤。
纳米复合材料;金纳米棒;水滑石;合成工艺;生物相容性;光热抗菌性能
北京化工大学
硕士
化学工程
王卓;韩明
2019
中文
TB347
2019-10-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）