摘 要

科学技术的与时俱进，特别是生物药学方面，人们对药物在生物体内的流通情况与释放情况需要一种直观的了解，荧光标记的技术孕育而出，但是传统的使用有机/无机荧光染料直接在生物体内进行标记，荧光强度衰减很快而且可能会影响到生物体内的某些反应，介孔二氧化硅纳米粒子以其稳定可控的粒径，可以附着荧光染料的大表面积以及优异的生物相容性，作为生物标记的载体被设计出以介孔纳米二氧化硅粒子为载体的荧光控制释放体系，在生物医药学中有着超乎想象的潜在应用价值。生物医药学中常用的一类荧光类染料—罗丹明（RB）是具有鲜桃红色的人工合成的染料，又称玫瑰红B,或碱性玫瑰精，易溶于水、乙醇,微溶于氯仿，醇溶液为红色荧光，最大吸收波长552nm，最大荧光波长610nm^[1]。而介孔二氧化硅纳米粒子(MSNs)是一种具有2-50nm孔径，良好的热稳定性、尺寸均匀可调的结构规整的新型无机材料，将RB掺杂到介孔二氧化硅孔内与生物体内隔离开来，既可以减轻荧光染料因生物体内物质影响产生的衰减，并且荧光染料不会与生物体内直接接触影响生物反应，本文主要研究内容如下：

通过溶胶-凝胶法制备合成以罗丹明B（RB）为核、MSNs为壳的功能性复合纳米粒子RB@MSNs。详细讨论了反应的配方和条件对RB@MSNs粒子综合性质的影响，找出制备纳米尺度和粒径均匀、结构完善、胶体分散和介孔性质突出的RB@MSNs荧光载体的最佳方案。

然后进一步探讨荧光染料浓度对荧光介孔二氧化硅的荧光强度的影响，以及荧光介孔二氧化硅粒子的抗老化性能如何。实验结果表明抗紫外老化性能有非常可观的提升。

关键词：介孔二氧化硅纳米粒子、罗丹明B、反应配方、溶胶-凝胶法、有机/无机复合荧光材料

Abstract

With the continuous progress of science and technology, especially in terms of bio-pharmacy, people on drugs in circulation in vivo and release the case requires an intuitive understanding of fluorescently labeled spawned out, but the traditional use of organic / inorganic fluorescent dyes large surface area directly in vivo labeled, the fluorescence intensity decreases rapidly and may affect certain reactions in vivo, mesoporous silica nanoparticles with stable and controllable particle size, can be attached to a fluorescent dye and an excellent biocompatibility, as a biological marker vector was designed to mesoporous silica nano-particles as carrier fluorescence controlled release system, with unimaginable potential applications in biomedical science. Biological medicine commonly used in a fluorescent dye - Rhodamine (RB) is a synthetic dye has peach red, red rose, also known as RoseRedB, or rhodamine, soluble in water, ethanol-soluble chloroform, alcoholic solution of red fluorescent, maximum absorption wavelength 552nm, the maximum fluorescence wavelength of 610nm ^[1]. The mesoporous silica nanoparticles (MSNs of) having a pore size of 2-50nm, good thermal stability, the size of the adjustable uniform regular structure new inorganic materials, the mesoporous silica doped RB hole and in vivo isolate both fluorescent dyes can reduce the impact by substance produced in vivo attenuation, and the fluorescent dye is not in direct contact with the living body affect the biological reactions, the main contents are as follows:

Synthesis of RB as core and MSNs as shell functional composite nanoparticles by sol gel method RB@MSNs.The effects of the reaction conditions on the properties of RB@MSNs particles are discussed in detail.The best solution for the preparation of nano scale, uniform particle size, perfect structure, RB@MSNs fluorescent carrier with colloid dispersion and mesoporous properties were found。

And then, the effect of the concentration of fluorescent dye on the fluorescence intensity of fluorescence mesoporous silica nanoparticles was discussed, as well as the anti-aging properties of the fluorescent mesoporous silica nanoparticles. The experimental results show that Anti UV aging performance has been very significant increase.

Key words：MSNs，RB，Reaction formula，sol-gel method，organic/inorganic composite fluorescence material

目录

中文摘要 I

Abstract II

目录 III

第一章 绪论 1

1.1 介孔材料的概述 1

1.1.1 介孔二氧化硅材料的发展 1

1.1.2 介孔二氧化硅材料的制备方法 2

1.2 介孔二氧化硅纳米材料的应用研究 3

1.2.1 药物的传输以及控制释放 3

1.2.2 转基因载体 3

1.3 荧光介孔二氧化硅纳米材料 4

1.4 本论文选题意义及研究内容 4

第二章 荧光介孔二氧化硅纳米材料的制备 6

2.1 实验部分 6

2.1.1 实验试剂 6

2.1.2 溶胶-凝胶法制备RB@MSNs 7

2.1.3 制备RB@MSNs的配方优化 8

2.1.4 仪器与表征 9

2.2 结果与讨论 10

2.2.1 CTAB对粒径的影响 10

2.2.2 氨水对粒径的影响 11

2.2.3 TEOS对粒径的影响 12

2.2.4 RB对粒径的影响 13

2.2.5 DLS、SEM、TEM表征结果 13

2.3 本章小结 15

第三章 荧光介孔二氧化硅纳米材料的性能测试 16

3.1 实验仪器 16

3.2 测试方法 16

3.2.1 荧光光度计测试 16

3.2.2 紫外抗老化性能测试 17

3.3 实验结果分析 17

3.3.1 荧光光度计测试结果分析 17

3.3.2 紫外抗老化性能测试结果分析 18

3.4 本章小结 19

第四章 结论与展望 20

致谢 21

参考文献 22

1. 绪论

1.1介孔材料的概述

国际纯化学和应用化学联合会（The International Union of Pure and Applied Chemistry）是这样定义介孔材料的：一般将孔径介于2-50nm之间的多孔材料称之为介孔材料，它具有这样的特点：（1）可以进行调整改变的有序规整的孔道结构，并且材料本身形貌规整；（2）比表面积高于常规材料；（3）拥有良好热稳定性的无机基体；（4）可以通过选择和改变模板剂以及添加剂来调整孔径大小；（5）容易对材料表面进行物理化学的改性和修饰。

介孔材料根据基体选择的不同可以分为非硅基与硅基两种。非硅基介孔材料的基体主要是热稳定性较差的过度金属氧化物、碳基、磷酸盐之类的。硅基介孔材料主要是基体为二氧化硅的介孔材料，相对于非硅基材料的各种优良性能使得人们对其进行了大量的研究。本文的主要研究对象也是介孔二氧化硅材料。

1.1.1介孔二氧化硅材料的发展