磁納米粒子粒徑表征技術(shù)研究.pdf

1、本文對(duì)磁納米粒子（Magnetic Nanoparticle,簡(jiǎn)稱MNP,又稱為磁流體，F(xiàn)errofluid）膠體的納米粒徑參數(shù)表征及磁流體熱力學(xué)過(guò)程的粒徑變化等科學(xué)問(wèn)題進(jìn)行了深入探討。MNP粒徑及其多聚體加熱分離引起的磁特性參數(shù)變化，是靶向藥物傳輸與釋放、磁納米熱療法與磁共振磁納米顯影劑等技術(shù)必須深入探索的基礎(chǔ)性問(wèn)題。
　　 在粒徑信息表征方面，采用病態(tài)方程求解方法與量化優(yōu)化方法，降低了粒徑分布函數(shù)矩陣求解過(guò)程中的病態(tài)特性，實(shí)

2、現(xiàn)了一種更為精確的MNP粒徑表征技術(shù)。一般而言，測(cè)試結(jié)果為粒徑分布函數(shù)而非單一粒徑，是納米測(cè)試技術(shù)的典型特征。MNP磁動(dòng)力學(xué)模型是粒徑分布函數(shù)的泛函，其離散化模型就是關(guān)于粒徑分布函數(shù)的矩陣方程。數(shù)據(jù)預(yù)處理過(guò)程中，針對(duì)MNP膠體溶液中的抗磁性采用水基底去除法，提高了磁化曲線測(cè)試的準(zhǔn)確性對(duì)磁化曲線測(cè)試結(jié)果進(jìn)行預(yù)處理。方程求解中，分別采用了奇異值分解（Singular value decomposition，簡(jiǎn)稱SVD）、Tikhonov正則

3、的SVD法與線性約束二次規(guī)劃方法，利用磁化過(guò)程的先驗(yàn)信息提高求解的穩(wěn)定性。其中，Tikhonov正則的SVD法較好地解決了不適定性引發(fā)的虛假震蕩問(wèn)題。同時(shí)，本文還從信號(hào)離散化與量化角度分析表征磁化曲線的最小采樣點(diǎn)數(shù)，并利用最優(yōu)量化理論優(yōu)化布置這些采樣點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用優(yōu)化的離散化策略，可以顯著降低郎之萬(wàn)超順磁磁化數(shù)值方程的條件數(shù)，抑制不適定特性引起的虛假震蕩信號(hào)。粒徑信息的精確獲取，使得基于磁化曲線的粒徑表征技術(shù)首次從粒徑分析的角度

4、發(fā)現(xiàn)了粒子團(tuán)聚現(xiàn)象，即二聚體的粒徑信息及不同濃度中二次粒子的分布狀態(tài)。
　　 為了研究粒徑對(duì)于溶液狀態(tài)MNP的物理性質(zhì)的影響，本文采用磁化率倒數(shù)——溫度曲線來(lái)研究MNP的溫度變化過(guò)程，對(duì)MNP的多個(gè)粒子聚合（主要是二聚體）進(jìn)行分析。我們首次從磁化率的角度發(fā)現(xiàn)了二聚體的溫度控制分離現(xiàn)象。二聚體的溫度控制分離現(xiàn)象可表述為MNP膠體中存在一種受溫度控制的可逆的不穩(wěn)定狀態(tài)，轉(zhuǎn)折溫度以上只有單聚體，否則存在多聚體與單聚體。二聚體的溫度控制