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多孔硅药物载体的制备与表征

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目录
第一章 综述 - 1 -
1.1 多孔硅概述 - 1 -
1.2 多孔硅的制备 - 2 -
1.2.1 电化学腐蚀法 - 2 -
1.2.2 化学腐蚀法 - 3 -
1.2.3 光化学腐蚀法 - 3 -
1.2.4 水热腐蚀法 - 3 -
1.2.5 火花放电腐蚀法 - 3 -
1.2.6 原电池腐蚀法 - 3 -
1.3 多孔硅的形成机理 - 4 -
1.3.1 Beale耗尽模型 - 4 -
1.3.2 扩散限制模型 - 5 -
1.3.3 量子限制模型 - 5 -
1.4 多孔硅的发光机理 - 5 -
1.4.1 量子限制效应模型 - 6 -
1.4.2 硅本征表面态模型 - 6 -
1.4.3 缺陷态模型 - 6 -
1.5 多孔硅的稳定化处理和功能化处理 - 6 -
1.5.1 阳极氧化表面处理法 - 7 -
1.5.2 阴极还原表面处理法 - 7 -
1.5.3 表面钝化法 - 7 -
1.5.4 生物功能化修饰 - 8 -
1.6 多孔硅在生物医学上的应用 - 8 -
1.6.1 多孔硅材料在生物分子检测方面的应用 - 8 -
1.6.2 多孔硅材料在生物成像方面的应用 - 9 -
1.6.3 多孔硅在药物载体方面的应用 - 9 -
1.6.4 多孔硅在诊断治疗方面的应用 - 9 -
1.7 多孔硅在其它方面的应用 - 10 -
1.7.1 多孔硅在太阳能电池方面的应用 - 10 -
1.7.2 多孔硅在传感器 方面的应用 - 10 -
1.8本论文的研究目的和研究内容 - 12 -
1.8.1 研究目的 - 12 -
1.8.2 研究内容 - 12 -
第二章 制备、稳定化、功能化、药物负载多孔硅及表征 - 13 -
2.1 实验材料及试剂 - 13 -
2.2 实验仪器设备 - 14 -
2.3 实验装置 - 15 -
2.4 实验的操作步骤 - 15 -
2.4.1实验装置的清洗 - 15 -
2.4.2 硅片的清洗 - 15 -
2.4.3 多孔硅的制备 - 16 -
2.4.4 多孔硅的氧化处理 - 16 -
2.4.5 多孔硅的功能化处理 - 17 -
2.4.6 药物负载 - 17 -
2.5 样品的表征方法 - 18 -
2.5.1场发射电子扫描显微镜 - 18 -
2.5.2荧光分析 - 18 -
2.5.3红外分析 - 18 -
2.5.4X射线光电子能谱 - 18 -
2.5.5电流-电压测试 - 18 -
第三章 结果与讨论 - 19 -
3.1 SEM 分析 - 19 -
3.2荧光分析 - 21 -
3.3红外分析 - 24 -
3.4 XPS研究 - 26 -
3.5 电流-电压分析 - 28 -
3.5.1 腐蚀时间对多孔硅电化学特性的影响 - 28 -
3.5.2 腐蚀时间对多孔硅电化学特性的影响 - 29 -
3.5.3 氧化时间对多孔硅的电化学特性影响 - 30 -
3.5.4 功能化多孔硅的电化学特性 - 30 -
第四章 结论 - 32 -
致谢 - 33 -
参考文献 - 34 -
Abstract: - 36 -


摘要：多孔硅作为一种新奇材料近年来引起了人们的关注。研究者对其微观结构、形成机理以及发光机制等方面进行了大量研究，并取得了丰硕的成果。多孔硅在太阳能电池、光电器件、传感器以及照明材料等领域有着广泛的应用。此外，多孔硅因其独特的荧光特性、多孔性结构、可降解性、稳定性以及良好的生物相容性等物理化学特性，使其在细胞成像、生物传感、药物载体等领域具有巨大的应用价值。
本论文以多孔硅作为研究对象，分析不同制备条件对多孔硅结构、性能的影响，确定了多孔硅的最佳制备条件。为提高多孔硅结构的稳定性，探讨多孔硅在药物载体上的应用，本研究对所制多孔硅进行了稳定化、功能化处理。本文主要研究内容如下：
1. 采用单槽电化学腐蚀法制备多孔硅并进行表征。探讨、优化了不同制备条件对多孔硅结构、性能的影响。最佳工艺：腐蚀液的体积比为HF:C2H5OH=1:1、腐蚀时间为30 min、腐蚀电流密度为30 mA/cm2。所获多孔硅样品的孔径尺寸为6.38 nm、孔隙率为70.83%。
2. 对所制多孔硅样品进行稳定化处理。经双氧水氧化处理时，随着氧化时间的增加，多孔硅的发光性氖现先增大后减小趋势，处理2 h时多孔硅的发光强度最强。
3. 对所制多孔硅样品进行功能化处理。通过物理吸附法、选用3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)对多孔硅进行硅烷化表面修饰。
4. 将药物分子负载到氧化后的多孔硅、硅烷化的多孔硅上。经过红外分析，发现硅烷化后的多孔硅，其存在的化学连接和振动模式对多孔硅吸附药物有着很大的作用，这也说明药物分子可以通过共价吸附的方式固定到功能化后的多孔硅的表面。


关键词：多孔硅；生物应用；稳定化；表面修饰；药物负载