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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

    (1) Alivisatos, A. P. Science 1996, 271, 933.
    (2) http://www.sustainpack.com/nanotechnology.html。
    (3) 奈米科技─基礎、應用與實作,丁志明、方冠榮等,高立圖書有限公司,2005。
    (4) 奈米材料導論,曹茂盛等,學富文化事業有限公司,2002。
    (5) Chorny, M.; Fishbein, I.; Yellen, B. B.; Alferiev, I. S.; Bakay, M.; Ganta, S.; Adamo, R.; Amiji, M.; Friedman, G.; Levy, R. J. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 107, 8346-8351.
    (6) 奈米科技導論─基本原理及應用,新文京開發出版股份有限公司, 2005。
    (7) Laurent, S.; Forge, D.; Port, M.; Roch, A.; Robic, C.; Vander Elst, L.;
    Muller, R. N., Chem Rev 2008, 108, 2064-110.
    (8) Lin, P. C.; Chou, P. H.; Chen, S. H.; Liao, H. K.; Wang, K. Y.; Chen, Y. J.; Lin, C. C. Small 2006, 2, 485-489.
    (9) Cotton, S. Lanthanide and Actinide Chemistry: Wiley, 2006.

    (10) 楊俊英著,“電子產業用螢光材料之應用調查”, 工業技術研究院,民國 91 年。
    (11) S. W. Young, , Magnetic Resonance Imaging: Basic Principles, 2 nd , New York.
    (12) S. B. Petersen.; R. N. Muller.; P.A. Rinck. An Introduction to Biomedical Nuclear Magnetic Resonance, Jhieme Inc. New York, 1985.
    (13) J. Anthony Seibert, PhD; and John M. Boone, PhD,Journal of Nuclear Medicine Technology,2005,Volume 33, Number 1,march.
    (14) J. Anthony Seibert, PhD ; John M. Boone, PhD ,Journal of Nuclear Medicine Technology 2005,Volume 33, Number 1, 3-18.
    (15) Carnall, W. T.; Goodman, G. L.; Rajnak, K.; Rana, R. S. J. Chem. Phys. 1989, 90, 343.
    (16) Hiroki Hifumi.; Seiichi Yamaoka.; Akihiro Tanimoto.; Daniel Citterio.; and Koji Suzuki , J. AM. CHEM. SOC. 2006, 128, 15090-15091.
    (17) F. Evanics.; P. R. Diame nte.; F. C. J. M. van Veggel.; G. J. Stanisz, and R. S. Prosser , Chem. Mater., 2006, 18, 2499-2505.

    (18) By Hyon Bin Na.; In Chan Song.; Taeghwan Hyeon , Adv. Mater. 2009, 21, 2133–2148.
    (19) Ja Young Park.; Myung Ju Baek.; Eun Sook Choi.; Seungtae Woo.; Joo Hyun Kim.; Tae Jeong Kim Jae Chang Jung.; Kwon Seok Chae.; Yongmin Chang.; Gang Ho Lee , J. Am. Chem. Soc. Nano. 2009 ,
    VOL 3 , NO. 11, 3663–3669.
    (20) Kenneth E.; Kellar a.; Dennis K.; Fujii a.; Wolfgang H.H.; Gunther a.; Karen Briley-S~ebo b.; Marga Spiller c.; Seymour H.; Koenig d,e.; Magnetic Resonance Materials in Physics, Biology and Medicine 1999, 207-213.
    (21) Christophe Alric.; Jacqueline Taleb.; Géraldine Le Duc.; Céline Mandon.; Claire Billotey.; Alice Le Meur-Herland.; Thierry Brochard.; Francis Vocanson.; Marc Janier.; Pascal Perriat.; Stéphane Roux.; Olivier Tillement , J. AM. CHEM. SOC. 2008, 130, 5908–5915.
    (22) NIST : 美國國家標準和技術研究院
    http://physics.nist.gov/PhysRefData/XrayMassCoef/tab3.html。
    (23) Daniela Caruntu.; Yann Remond.; Nam Hawn Chou.; Moo-Jin Jun.; Gabriel Caruntu.; Jibao He.; Galina Goloverda.; Charles O’Connor.; and Vladimir Kolesnichenko.; Inorg. Chem. 2002, 41, 6137−6146.
    (24) Fredrik Söderlind.; Henrik Pedersen.; Rodrigo M. Petoral Jr.; Per-Olov Käll.; Kajsa Uvdal.; Journal of Colloid and Interface Science 2005 140–148.
    (25) V. G. Pol.; R. Reisfeld, and A. Gedanken , Chem. Mater. 2002, 14, 3920-3924.
    (26) A.K. Boal.; K. Das.; M. Gray.; V.M. Rotello, Chem. Mater. 2002, 14, 2628.
    (27) Rodrigo M. Petoral.; Jr. Fredrik Soderlind.; Anna Klasson.; Anke Suska.; Marc A. Fortin.; Natalia Abrikossova.; Linne´a Selegård.; Per-Olov Kall.; Maria Engstrom, and Kajsa Uvdal ,J. Phys. Chem. 2009, 113, 6913–6920.
    (28) Lauffer, R. B. Chem. Rev. 1987, 87, 901–927.
    (29) Bridot, J.-L.; Faure, A.-C.; Laurent, S.; Rivie`re, C.; Billotey, C.;
    Hiba, B.; Janier, M.; Josserand, V.; Coll, J.-L.; Elst, L. V.; Muller, R.; Roux, S.; Perriat, P.; Tillement, O. Hybrid. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 5076–5084.
    (30) Fortin, M.-A.; Petoral, R. M.; So¨derlind, F.; Klasson, A.; Engstro¨n, M.; Veres, T.; Ka¨ll, P.-O.; Uvdal, K. Nanotechnology 2007, 18, 395501.
    (31) Maria Ahren.; Linnea Selega’rd.; Anna Klasson.; Fredrik Soderlind.; Natalia Abrikossova.; Caroline Skoglund.; Torbjorn Bengtsson.; Maria Engstrom.; Per-Olov Kall. and Kajsa Uvdal. , Langmuir 2010, 26 (8), 5753–5762.
    (32) F. Evanics.; P. R. Diamente.; F. C. J. M. van Veggel.; G. J. Stanisz.; R. S. Prosser, Chem. Mater 2006, 18, 2499.

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