本文關(guān)鍵詞：金銀合金納米盒在長波長飛秒激勵下的非線性光學特性及其在生物成像中的應用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：伴隨著納米科技和生物光子學近些年來的迅猛發(fā)展,納米生物光子學逐漸成為當前熱門的交叉學科,而在這一學科之中,金屬納米顆粒展示出了獨特的優(yōu)勢和巨大的應用潛力。本文的研究對象是一種新型的非對稱金屬納米顆粒：金銀合金納米盒。本文將系統(tǒng)地研究這一材料的具體合成過程、表面修飾方法,并用不同飛秒光源來研究其在不同波長下的非線性光學特性,以及這一材料在不同生物模型中的廣泛應用。首先,在材料研究方面,本論文介紹了金銀合金納米盒的具體合成方法、詳細步驟及其基本光學特性,并描述了在實時監(jiān)控下對其表面等離子諧振(Localized Surface Polarized Resonance)波長進行大范圍精確調(diào)節(jié)的兩種方法。還研究了對金銀合金納米盒進行表面修飾的幾種方法,包括CTAB-PSS-PAH包覆、PEG包覆和二氧化硅包覆,并用不同的表征方法如分光光度計、透射電鏡、Zeta電位儀等對包覆過程和結(jié)果進行了驗證。其次,在非線性光學特性方面,本論文研究了金銀合金納米盒在不同波長飛秒光源激發(fā)下產(chǎn)生的豐富非線性光學信號,包括二倍頻、三倍頻、雙光子發(fā)光、三光子發(fā)光等。并進一步分析了二倍頻、三倍頻的產(chǎn)生過程和表面等離子諧振(LSPR)效應之間的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)LSPR效應能夠極大地增強三倍頻和二倍頻的產(chǎn)生效率；然后,在生物應用方面,本論文以斑馬魚作為生物模型研究了PEG包覆的金銀合金納米盒的生物兼容性,并將納米銀球、納米銀盤和未修飾的金銀合金納米盒作為對比材料一同進行了研究,發(fā)現(xiàn)后三種材料都會導致斑馬魚卵發(fā)育的死亡率和畸形率大幅上升,而PEG包覆的金銀合金納米盒卻并不引起顯著負面效應,從而說明了這一材料在生物應用中的良好前景；接下來,本文將金銀合金納米盒實際應用于幾種不同生物模型的非線性生物成像。第一種是在波長為1260 nm的飛秒光源激發(fā)下,利用諧振波長為630 nm的金銀合金納米盒去標記細胞和老鼠血管,成功實現(xiàn)了細胞形貌和老鼠耳血管的二倍頻成像；第二種是結(jié)合共聚焦顯微鏡,研究了金銀合金納米盒在1550 nm飛秒光激發(fā)下在生物成像中的應用。首先在細胞成像應用中通過長時間連續(xù)掃描驗證了這一金屬材料的光熱效應對細胞健康沒有顯著影響,然后在腫瘤組織體外成像應用中驗證了金銀合金納米盒能夠在腫瘤組織中大量累積,為后續(xù)腫瘤組織活體成像和治療打下了基礎(chǔ)。接下來利用納米盒的三光子發(fā)光,實現(xiàn)了對老鼠耳血管和深層腦血管的成像；最后利用這一材料的三光子發(fā)光研究了其在斑馬魚卵發(fā)育過程中的位置分布和變化情況；
【關(guān)鍵詞】：金銀合金納米盒 局域表面等離子諧振 非線性 二倍頻 三倍頻 三光子發(fā)光 生物兼容性 活體血管成像
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TB383.1;TG146.31
【目錄】：

• 致謝5-7
• 摘要7-9
• Abstract9-13
• 1 緒論13-39
• 1.1 引言13-15
• 1.2 光學生物成像15-16
• 1.3 光與生物組織體的相互作用16-21
• 1.3.1 光的吸收18-20
• 1.3.2 光的散射20-21
• 1.4 納米生物光子學21-29
• 1.4.1 納米生物光子學內(nèi)容21-23
• 1.4.2 金屬納米顆粒簡介23-25
• 1.4.3 金納米顆粒簡介25-27
• 1.4.4 銀納米顆粒簡介27-28
• 1.4.5 金銀合金納米顆粒簡介28-29
• 1.5 非線性光學原理及現(xiàn)象簡介29-36
• 1.5.1 非線性光學原理簡介29-34
• 1.5.2 非線性光學現(xiàn)象簡介34-36
• 1.6 論文的章節(jié)安排36-37
• 1.7 論文的主要創(chuàng)新點37-39
• 2 金銀合金納米盒的合成與修飾方法39-65
• 2.1 引言39-41
• 2.2 金銀合金納米盒的合成41-55
• 2.2.1 銀種子的合成42-44
• 2.2.2 銀三角棱柱的合成44-48
• 2.2.3 金銀合金納米盒的合成48-55
• 2.3 金銀合金納米盒的表面修飾55-63
• 2.3.1 針對細胞應用的聚合物包覆55-58
• 2.3.2 針對活體應用的高分子包覆58-60
• 2.3.3 二氧化硅包覆60-63
• 2.4 本章小結(jié)63-65
• 3 金銀合金納米盒的非線性光學特性及生物兼容性65-91
• 3.1 引言65-69
• 3.2 金銀合金納米盒的非線性光學特性69-83
• 3.2.1 實驗方法69-72
• 3.2.2 激勵光源介紹72-76
• 3.2.3 實驗結(jié)果76-83
• 3.3 金銀合金納米盒的生物兼容性83-88
• 3.4 本章小結(jié)88-91
• 4 金銀合金納米盒在生物成像中的應用91-121
• 4.1 引言91-96
• 4.2 基于金銀合金納米盒二倍頻的成像96-102
• 4.3 1550nm飛秒光激發(fā)下的非線性成像102-118
• 4.3.1 1550nm飛秒光源簡介102-103
• 4.3.2 成像系統(tǒng)介紹103-105
• 4.3.3 實驗系統(tǒng)驗證105-108
• 4.3.4 活細胞成像應用108-110
• 4.3.5 體外組織成像應用110-111
• 4.3.6 老鼠活體成像應用111-117
• 4.3.7 金銀合金納米盒在斑馬魚中的分布117-118
• 4.4 本章小結(jié)118-121
• 5 總結(jié)與展望121-125
• 5.1 本論文內(nèi)容總結(jié)121-122
• 5.2 今后工作展望122-125
• 參考文獻125-133
• 博士期間發(fā)表的文章133

【參考文獻】

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 江黎;納米金顆粒局域表面等離子共振特性應用于光學生物傳感及成像[D];浙江大學;2013年

  本文關(guān)鍵詞：金銀合金納米盒在長波長飛秒激勵下的非線性光學特性及其在生物成像中的應用，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：459910