釓離子摻雜的碳量子點(diǎn)的制備和作為磁共振-熒光雙模態(tài)造影劑的性能研究.pdf

1、近年來，釓離子的螯合物和半導(dǎo)體量子點(diǎn)結(jié)合構(gòu)筑雙模態(tài)造影劑得到了迅速發(fā)展。然而，半導(dǎo)體量子點(diǎn)的毒性限制了此類造影劑的推廣應(yīng)用，并且此類造影劑的構(gòu)筑過程極其復(fù)雜。本論文以含釓離子的螯合物與碳量子點(diǎn)結(jié)合構(gòu)筑磁共振-熒光雙模態(tài)造影劑，并探索了該磁共振-熒光雙模態(tài)造影劑的結(jié)構(gòu)和性能之間的關(guān)系，同時(shí)闡述了影響其光致發(fā)光性能的因素。
　　1.鑒于碳量子點(diǎn)良好的生物相容性和優(yōu)異的光致發(fā)光性能，將其與可以提供弛豫性能的釓離子結(jié)合制備的磁共振-熒光雙

2、模態(tài)造影劑可實(shí)現(xiàn)熒光成像和磁共振成像的優(yōu)勢互補(bǔ)。本文以釓噴酸單葡胺（GdPM）為前驅(qū)體，水熱反應(yīng)溫度220℃，保溫8 h制備出釓離子摻雜的碳量子點(diǎn)。結(jié)果表明，此條件下制備的釓離子摻雜的碳量子點(diǎn)（Gd3+-CQDs）尺寸在0.5~2.75 nm之間對Hela細(xì)胞有良好的生物相容性，其量子產(chǎn)率（QY）為7.1％，Gd3+摻雜量為16.7wt%，其縱向弛豫率為9.87 mM-1?S-1，且在365 nm紫外燈光的照射下發(fā)出明亮的藍(lán)光熒光。

3、r>　　2.通過調(diào)節(jié)制備條件（碳化時(shí)間和碳化溫度），本文系統(tǒng)的分析了制備出的雙模態(tài)造影劑結(jié)構(gòu)和性能關(guān)系。Gd3+-CQDs是以無定型碳為主的碳核，并以原子簇的形式存在，每個(gè)原子簇有很多小的碳量子點(diǎn)組成（0.5~2.8 nm）；Gd3+-CQDs的電子衍射花樣呈現(xiàn)出典型的非晶體特性。此外，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在一定范圍內(nèi)，延長水熱反應(yīng)的時(shí)間和提高水熱反應(yīng)的溫度對于提高原料的碳化程度表現(xiàn)出同樣的效果，適度的碳化程度有利于發(fā)光能力的顯示。
　

4、　Gd3+-CQDs碳核表面仍修飾有羥基（-OH）、羧基（-COO-）等親水官能團(tuán)，-OH來自于GdPM中的葡甲胺結(jié)構(gòu)單元，-COO-的存在也可以說明Gd3+-CQDs中含有以螯合物的形式存在Gd（3+）；低水熱反應(yīng)溫度時(shí)，碳量子點(diǎn)（CQDs）中摻雜的Gd（3+）以螯合態(tài)為主，而在高溫時(shí)，CQDs中會(huì)逐漸出現(xiàn)Gd2O3的摻雜；且釓離子的摻雜量與碳量子點(diǎn)的弛豫率表現(xiàn)出正向關(guān)系。
　　3.探索影響Gd3+-CQDs光致發(fā)光性能的因素，

5、為進(jìn)一步優(yōu)化其光致發(fā)光性能打下基礎(chǔ)。結(jié)果表明，體內(nèi)環(huán)境及Gd3+-CQDs合成后不同的后處理工藝對其量子產(chǎn)率有很大的影響。正常人體 pH范圍內(nèi) Gd3+-CQDs具有良好的光致發(fā)光性能，說明 Gd3+-CQDs用于人體造影劑時(shí)不會(huì)受人體 pH的影響。在生理鹽水的中Gd3+-CQDs也可以表現(xiàn)出優(yōu)異的光致發(fā)光性能，但當(dāng)NaCl的濃度過大時(shí)其光致發(fā)光能力明顯降低。NaBH4會(huì)把 Gd3+-CQDs中的-C=O還原成-C-OH，進(jìn)而降低其光致