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研究生: 陳世烽
論文名稱: 合成並鑑定摻雜Eu的Gd2O3奈米粒子:一種多功能性的奈米材料具有核磁共振/斷層掃描對比性與螢光特性
指導教授: 陳家俊
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 化學系
Department of Chemistry
論文出版年: 2011
畢業學年度: 99
語文別: 中文
論文頁數: 80
中文關鍵詞: Gd2O3
論文種類: 學術論文
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  • 本文利用以Gd2O3為主的磁性奈米粒子,藉由摻雜少量的鑭系金屬Eu與Tb形成合金型態的奈米微粒。因此,本材料除了擁有MRI顯影的效果之外,並具有斷層掃描與螢光生物標定的附加性質,形成多能性的奈米材料。首先利用多元醇法分別合成出摻雜5%、20%的Eu:Gd2O3與Tb:Gd2O3奈米粒子,之後在其表面修飾上檸檬酸形成保護基並提高生物相容性。因Eu元素對於X-ray具有良好的吸收係數,故摻雜Eu的合金結構奈米粒子具有潛力用於斷層掃描CT的應用上;此外,在不同摻雜比例的條件下具有不同強度的紅色螢光與綠色螢光。將此奈米材料實際去做MRI的顯影效果測試,在不同濃度下確實具有明顯的T1-MRI對比效果。

    In this work, we synthesized magnetic nanoparticles , Gd2O3 , doped with Eu or Tb element. These NPs were characterized as multifunctional material with MRI/CT contrast agent and fluorescent properties. At first, we synthesized 5% and 20% doped Eu:Gd2O3 and Tb:Gd2O3 NPs by polyol method. Then, these nanoparticles were reacted with citric acid as protecting groups and promoting biocompatibility. Furthermore, the element, Eu , has high X-ray absorption coefficient, so the nanoparticles, Eu:Gd2O3 , might be a good contrast agnet for CT .The fluorescent property of the particles were attributable to Eu3+ or Tb3+ ion located on the crystal lattice of the Gd2O3 host. The MRI contrast of the nanoparticles, Eu:Gd2O3 , in water at different Gd concentration were considered as a nice MRI contrast agent .

    第一章 緒論 1 1-1奈米材料科學 1 1-2 磁性奈米粒子 5 1-2-1 磁性簡介 5 1-2-2 磁性的分類 6 1-2-3 磁性奈米粒子的磁滯曲線 7 1-2-4 順磁性與超順磁性 10 1-2-5 磁性奈米材料之應用 11 1-3 複合性的奈米粒子 13 1-4 稀土元素簡介 14 1-5 核磁共振造影 MRI 17 1-5-1 核磁共振造影原理 18 1-5-2 MRI 顯影劑 23 1-6 高解析電腦斷層掃描儀 ( CT ) 26 1-6-1 CT 簡介 26 1-6-3 CT顯影劑 29 1-7 螢光粉體的發光原理 31 1-7-1 螢光體結構 32 1-7-2 影響螢光效率的因素 34 1-8 鑭系金屬發光原理 36 第二章 實驗部份 38 2-1 研究動機與目的 38 2-2 製備功能性氧化釓奈米粒子 41 2-3 功能性奈米粒子之應用 42 2-4 實驗藥品 43 2-5 實驗儀器與原理 44 2-6 實驗步驟 48 2-6-1 利用多元醇法合成5%與20% Eu :Gd2O3 @ DEG 48 2-6-2 利用多元醇法合成5%與20% Tb :Gd2O3 @ DEG 49 2-6-3 合成Eu :Gd2O3 @ CA 與Tb :Gd2O3 @ CA 50 2-6-4 純化Eu :Gd2O3 @ CA 與Tb :Gd2O3 @ CA 51 2-7 Eu:Gd2O3@CA 奈米粒子對細胞毒性測試 52 第三章 結果與討論 53 3-1 以多元醇法合成奈米粒子機構探討 53 3-2 Gd2O3、Eu:Gd2O3與Tb:Gd2O3奈米粒子TEM分析 55 3-3 Gd2O3、Eu:Gd2O3 與Tb:Gd2O3 奈米粒子之 XRD分析 57 3-4 Eu:Gd2O3奈米粒子之 XPS鑑定 58 3-5 Eu:Gd2O3@CA 與Tb:Gd2O3@CA 的FT-IR鑑定 60 3-6 磁性奈米粒子Dynamic light scattering粒徑探討 61 3-7 Eu:Gd2O3@CA 與 Tb:Gd2O3@CA之元素組成鑑定 63 3-8 Eu:Gd2O3@CA與Tb:Gd2O3@CA奈米粒子的SQUID分析 66 3-9 不同組成的奈米粒子之螢光表現 68 3-10 Eu:Gd2O3 用於MRI測試 71 3-11 Eu:Gd2O3@CA 奈米粒子的細胞毒性測試 72 第四章 結論 74 未來展望 75 參考文獻 76

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