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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:李偉銘
研究生(外文):Wei-ming Li
論文名稱:利用明膠奈米粒子模板製備具有光熱治療暨核磁共振顯影之雙功能金屬氧化物中空奈米球
論文名稱(外文):Fabrication of Bifunctional Metal Oxide Nanoshells Using Gelatin templation for MR Imaging and NIR-Therapeutic Applications
指導教授:葉晨聖
指導教授(外文):Chen-Sheng Yeh
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:化學系碩博士班
學門:自然科學學門
學類:化學學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2008
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:94
中文關鍵詞:中空奈米球光熱治療
外文關鍵詞:NIR-TherapeuticNanoshells
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在本論文研究中以明膠奈米粒子做為模版和釓金屬前驅物進行水解縮合反應,在表面生成釓金屬錯合物後,經由空氣下440 ℃鍛燒處理,再經氮氣下600 ℃退火處理,經由兩階段熱處理過程,成功製備出Gd2O3/C中空奈米球,由於Gd2O3/C表面之碳材本身為疏水材質,因此選用高分子聚苯乙烯順丁烯二酸(poly(styrene-alt-maleic acid),PSMA)來修飾Gd2O3/C中空奈米球表面,增加Gd2O3/C的親水性。此外,由於Gd2O3/C中空奈米球有石墨碳存在,使得材料在近紅外光區具有吸收特性,其808 nm之吸收係數為1563 M-1cm-1,進而由溶液升溫實驗中,證實Gd2O3/C中空奈米球具將光能轉變成熱能的效能。同時在本論文研究中,同樣以明膠粒子做為模板,利用溶膠凝膠法製備出(Mn0.5Fe0.5)2O3、(Mn0.5Fe0.5)2O3/Au等中空奈米球材料,其中(Mn0.5Fe0.5)2O3/Au具有金奈米粒子存在,因此在近紅外光區波段會具有吸收特性。本篇所製備出的Gd2O3/C、(Mn0.5Fe0.5)2O3/Au中空奈米球材料可在MRI顯影上有所表現,同時具有光熱轉換的性質可被應用於癌症治療方面,因此為一種具有MRI顯影與光熱治療效果的多功能性材料,未來可預期作為新式MRI顯影與光熱治療雙功能的「診」「療」試劑。
In this study, the dual function Gd2O3/C nanoshells were prepared using biological gelatin particles as templates (~385.8 nm) through a two-step thermal treatment of calcination at 440 oC in air, followed by an annealing process at 600 oC under N2. The surface of Gd2O3/C nanoshells could be readily modified with PSMA polymers to form water-dispersible Gd2O3/C@PSMA nanoshells. It is well-known that Gd2O3 nanoparticles could promise and demonstrate a positive contrast effect for T1-weighted imaging. The generation of graphite carbon coated on Gd2O3 nanoshells resulted in a characteristic absorption in the near-infrared region. A large extinction coefficient was obtained as 1563 M-1cm-1 at 808 nm, indicating the potential of the nanoshells as photothermal agents. Furthermore, this synthetic strategy using biological gelatin particles as templates could be readily applied to form (Mn0.5Fe0.5)2O3 and (Mn0.5Fe0.5)2O3/Au nanoshells, and the property of photo- to-thermal conversion was also observed in (Mn0.5Fe0.5)2O3/Au nanoshells. Both multifunctional nanomaterials,Gd2O3/C and (Mn0.5Fe0.5)2O3/Au nanoshells, which can be expected to improve MRI monitoring and photothermal cancer therapy, were be useful for local therapy of tumor without affecting damage for surrounding healthy tissues and were applied to be new multifunctional therapeutic agents.
目錄
第一章 緒論•••••••••••••••••••••••01
1-1 中空型奈米材料•••••••••••••••••••05
1-1.1微乳化法••••••••••••••••••••••06
1-1.2層接層法••••••••••••••••••••••08
1-1.3溶膠-凝膠法 ••••••••••••••••••••10
1-1.4基材涉入交換反應••••••••••••••••••11
1-1.5柯肯達爾效應(Kirkendall effect) ••••••••••13
1-2 核磁共振影像 ••••••••••••••••••• 15
1-2.1核磁共振影像(MRI) 原理•••••••••••••••16
1-2.2核磁共振影像(MRI)顯影劑的發展••••••••••• 21
1-3 奈米材料生醫醫學上的運用 ••••••••••••• 25
1-3.1傳統醫療方式••••••••••••••••••••25
1-3.2癌細胞敏感度••••••••••••••••••••27
1-3.3光熱治療••••••••••••••••••••••28
1-3.4金奈米棒••••••••••••••••••••••30
1-3.5二氧化矽/金核殼材料 ••••••••••••••••31
1-3.6石墨碳管••••••••••••••••••••••32
1-3.7FeCo/graphitic-shell ••••••••••••••• 34
第二章 實驗步驟•••••••••••••••••••••36
2-1 研究動機 ••••••••••••••••••••• 36
2-2 實驗藥品與儀器鑑定 •••••••••••••••• 38
2-2.1實驗藥品 ••••••••••••••••••••• 38
2-2.2儀器鑑定 ••••••••••••••••••••• 39
2-3 氧化釓/碳中空奈米球實驗步驟•••••••••••• 41
2-3.1明膠球形粒子的製備 •••••••••••••••• 42
2-3.2氧化釓/碳中空奈米粒子的製備•••••••••••• 43
2-3.3氧化釓/碳中空奈米粒子的表面修飾 ••••••••••46
2-3.4氧化釓/碳中空奈米球光熱轉換性質•••••••••• 47
2-4 錳鐵氧化物&錳鐵氧化物/金中空奈米球實驗步驟•••••48
2-4.1錳鐵氧化物中空球製備方式 ••••••••••••• 49
2-4.2錳鐵氧化物/金中空球製備方式•••••••••••• 51
2-4.3錳鐵氧化物&錳鐵氧化物/金中空奈米球光熱轉換性質•••53
第三章 結果與討論 ••••••••••••••••••• 54
3-1 膠原蛋白球形粒子••••••••••••••••••54
3-2 氧化釓/碳中空奈米球•••••••••••••••• 56
3-2.1氧化釓/碳中空奈米球製備•••••••••••••• 56
3-2.2氧化釓/碳中空奈米球表面修飾•••••••••••• 67
4-1 錳鐵氧化物、錳鐵氧化物/金中空球 ••••••••••73
4-1.1錳鐵氧化物中空奈米球製備••••••••••••••73
4-1.2錳鐵氧化物/金中空奈米球製備•••••••••••• 80
4-2 錳鐵氧化物、錳鐵氧化物/金中空球光學性質•••••• 85
4-3 錳鐵氧化物、錳鐵氧化物/金中空球光熱轉換性質 ••••89
第四章 結論•••••••••••••••••••••••91
參考文獻•••••••••••••••••••••••• 92
作者自述•••••••••••••••••••••••• 94
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