Fe3O4@MWNTs的表面有機(jī)化改性及其細(xì)胞吞噬、電磁屏蔽與吸波性能的研究.pdf

1、碳納米管由于具有容易官能化、穩(wěn)定性好及介電性能高等特性，在生物醫(yī)藥、電磁屏蔽及微波吸收等領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛。但由于相互物理纏結(jié)與范德華力等作用，碳納米管的分散性較差，使其在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用效果大大降低。如何實(shí)現(xiàn)碳納米管在腫瘤治療靶向治療載體及電磁屏蔽與微波吸收方面的應(yīng)用效能成為近年來的研究熱點(diǎn)。本論文基于水熱回流法成功制備了內(nèi)填充Fe3O4顆粒的磁性碳納米管(Fe3O4@MWNTs)，并采用ATRP法對Fe3O4@MWNTs進(jìn)行了以熒光修

2、飾為目標(biāo)的表面有機(jī)化改性，獲得了兩種集磁響應(yīng)性與熒光示蹤成像性一體的熒光磁性碳納米管，在此基礎(chǔ)上系統(tǒng)研究了腫瘤細(xì)胞對Fe3O4@MWNTs-FITC的吞噬行為及Fe3O4@MWNTs-PGMA含量與取向狀態(tài)對其復(fù)合材料電磁屏蔽、吸波性能的影響規(guī)律。主要工作如下:
　　(1)基于水熱回流法和酸化氧化法首先制備出內(nèi)填充Fe3O4粒子的羧基化磁性碳管(Fe3O4@MWNTs-COOH-1)，然后采用ATRP法和熒光標(biāo)記法成功制備了FIT

3、C標(biāo)記磁改性碳管(Fe3O4@MWNTs-FITC)和RhoB標(biāo)記磁改性碳管(Fe3O4@MWNTs-RhoB)。通過熒光分光光度計(jì)(FS)、紫外-可見-近紅外分光光(UV-Vis)、激光共聚焦顯微鏡(CLSM)等表征手段測試表明，獲得的Fe3O4@MWNTs-FITC-1和Fe3O4@MWNTs-RhoB-1分別具有顯著的綠色熒光特性和紅色熒光特性，同時(shí)具有較強(qiáng)的磁響應(yīng)性。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，優(yōu)先采用先酸化氧化法再水熱回流法制備的羧基化磁

4、性碳管(Fe3O4@MWNTs-COOH-2)表現(xiàn)出更高磁響應(yīng)性，以此為基礎(chǔ)表面有機(jī)化制備的Fe3O4@MWNTs-FITC-2和Fe3O4@MWNTs-RhoB-2具有更優(yōu)異的熒光成像性。
　　(2)在成功制備不同磁性和熒光特性的Fe3O4@MWNTs-FITC-1和Fe3O4@MWNTs-FITC-2的基礎(chǔ)上，對比研究了不同有機(jī)包覆層厚度對熒光碳納米管分散性的影響規(guī)律。采用SEM和DLS等測試表明Fe3O4@MWNTs-FIT

5、C-1與Fe3O4@MWNTs-FITC-2的團(tuán)聚體尺寸較小，分散性較好。以上述兩種熒光改性碳管為預(yù)想的靶向載體，探究了其被腫瘤細(xì)胞吞噬的生物學(xué)行為。熒光顯微鏡(FM)和CLSM測試結(jié)果表明，F(xiàn)e3O4@MWNTs-FITC-1與Fe3O4@MWNTs-FITC-2中尺寸較小的MWNTs團(tuán)聚體被吞噬到細(xì)胞內(nèi)部。由于磁刺激作用，磁含量較高的Fe3O4@MWNTs-FITC-2吞噬效果較Fe3O4@MWNTs-FITC-1顯著。
　　

6、(3)系統(tǒng)考察了Fe3O4@MWNTs-PGMA含量對石蠟復(fù)合材料及環(huán)氧復(fù)合材料屏蔽效能和吸波性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明Fe3O4@MWNTs-PGMA含量增加有利于提高復(fù)合材料屏蔽效能。作為一種介電損耗型材料的MWNTs與磁損耗材料如四氧化三鐵(Fe3O4)復(fù)合后，實(shí)現(xiàn)了多損耗機(jī)制的協(xié)同效應(yīng)，獲得較高的匹配阻抗和良好的吸波效果。因此，F(xiàn)e3O4@MWNTs-PGMA/石蠟復(fù)合材料的吸波效果優(yōu)于MWNTs，且隨著Fe3O4@MWNTs-P