摘 要

聚吡咯（PPy）是一种热稳定性高、电导率高且变化范围大、易于制备的环境友好型的导电聚合物，有着重要的研究价值和广泛的应用前景。多孔硅（PSi）纳米颗粒因其独特的荧光特性、高比表面积以及良好的生物相容性等，使其在细胞成像、肿瘤成像、生物传感、药物载体等领域具有巨大的应用价值。聚吡咯多孔硅纳米复合物兼具聚吡咯和多孔硅的特性，并能通过材料功能的复合，实现性能的互补与优化，逐渐成为聚吡咯的一个新的研究领域。

本文制备了多孔硅纳米颗粒，并且利用过硫酸铵作为引发剂，在多孔硅表面氧化聚合了聚吡咯，通过傅里叶变换红外光谱仪、粒径、电荷等表征手段，证明了聚吡咯/多孔硅纳米复合物被我们成功制备。通过紫外光谱我们发现材料在808 nm处有比较强的近红外吸收。最后，由光热实验发现，经过808 nm近红外光照射后，材料升温明显。

关键词：聚吡咯；多孔硅；纳米复合材料；光热治疗

Ammonium persulfate oxidation polymerization of polypyrrole porous silicon nanometer compound preparation

ABSTRACT

Polypyrrole (PPy) is a kind of high thermal stability, high conductivity and the change range is big, easy preparation of environmentally friendly conductive polymers, has important research value and broad application prospects. Porous silicon (PSi) nanoparticles due to its unique fluorescence properties, high specific surface area and good biocompatibility, etc., make its in cell imaging, tumor imaging, biological sensing, drug carrier and other fields has great application value.Polypyrrole porous silicon nanometer compound polypyrrole and the properties of the porous silicon, and can pass the function of the composite, realize the complementary and optimization of the performance, has become a new research field of polypyrrole.

In this paper, the preparation of porous silicon nanoparticles, and using ammonium persulfate as initiator, the oxidative polymerization on the surface of porous silicon polypyrrole, through Fourier transform infrared spectrometer, particle size, the charge such as characterization, proved the polypyrrole/porous silicon nanometer compound was successfully by us.At 808 nm by ultraviolet spectrum we find materials have strong near infrared absorption.Finally, the experiment of field found that after a 808 - nm near infrared irradiation, warming significantly.

Key words：polypyrrole；Porous silicon；nanocomposite；photothermal therapy

目录

1绪论 1

1.1聚吡咯纳米复合物光热效应治疗癌症的研究背景 1

1.2多孔硅纳米材料 1

1.2.1多孔硅的发展史 2

1.2.2多孔硅的制备方法 2

1.2.3多孔硅的光致发光机制 3

1.3聚吡咯纳米材料 4

1.3.1聚吡咯的合成方法 5

1.4光热转换材料 6

1.4.1纳米光热转换材料的分类 6

1.4.2聚吡咯有机光热材料 7

1.5纳米复合材料 7

1.5.1纳米材料 7

1.5.2纳米复合材料 7

1.5.3多功能纳米复合光热转换材料 8

1.6本文的目的与意义 9

2.实验部分 10

2.1实验仪器与试剂 10

2.1.1主要实验仪器 10

2.1.2主要实验试剂 10

2.2实验步骤 11

2.2.1硅片的预处理 11

2.2.2制备多孔硅纳米颗粒 11

2.2.3制备聚吡咯/多孔硅纳米复合物 11

2.2.4聚吡咯多孔硅纳米复合物光热效应实验 12

3.结果与讨论 13

3.1傅里叶变换红外光谱（FTIR） 13

3.2粒径表征（SIZE） 14

3.3电荷表征（ZETA） 15

3.4紫外可见光谱（UV-Vis） 16

3.5光热效应测定（t-T） 17

结 论 18

致 谢 19

参考文献 20

1 绪论

1.1 聚吡咯纳米复合物光热效应治疗癌症的研究背景

目前，恶性肿瘤在我国已跃升为死亡率第一的疾病，放疗是恶性肿瘤的主要治疗手段之一。在放射治疗领域，在提高肿瘤局部控制率的同时，降低周围正常组织的放射受量，减少正常组织的损伤，一直是该领域的研究热点。过去十余年来，尽管放射治疗设备和技术有了长足的进步，但由于肿瘤周围正常器官和组织等危及器官受量的限制，对大多数肿瘤而言，我们仍然不能通过提高放疗剂量来达到控制肿瘤的目的，否则会不可避免地带来一些严重的急性和晚期放射性损伤。因此，如何选择性增加恶性肿瘤细胞的放射敏感性，从而在不大幅增加放疗剂量的前提下提高放疗效果，成为亟待探索的问题。常用的增加放射敏感性的方法有：抗肿瘤药物、基因治疗以及热疗等手段。^[1]

热疗在细胞毒性作用机制上与放射治疗互补，能够增加肿瘤细胞的放射敏感性。因其一方面可以增加肿瘤组织的血供，改善肿瘤组织缺血缺氧；另一方面，热疗可以杀伤肿瘤期细胞，抑制断裂修复，与放疗的作用形成互补，二者联合，可以大大提高单独作用的疗效。但随着研究及临床应用的深入，传统热疗的不足之处慢慢显现出来：、传统热疗热源为外源性热效应，无法到达深部肿瘤组织；、热疗区域不可控，易造成正常组织损伤；、对于肿瘤组织和正常组织无选择性加热；上述缺陷严重的限制了热疗的广泛应用。^[2]

聚吡咯具有合成方便、导电性好、电导率可调，以及特殊的光、电、热等性能，成为应用最广的导电聚合物之一。多孔硅是具有以纳米硅原子簇为骨架的海绵状结构的新型功能材料，具有荧光强、制作方便等特点。制备聚吡咯/多孔硅纳米复合材料，这类材料兼具聚吡咯和多孔硅的特性。可以更好的利用聚吡咯纳米复合物光热效应治疗癌症。