题目：纳米颗粒的制备及其对空化阈值的探究

近年来超声在医学中的应用, 大大促进了医学超声诊断和治疗的进展, 使医学超声开始进入人体微循环系统的诊断和治疗的新阶段。超声在药物释放中的应用使得药物可以在特定目标区域进行释放和作用，实现超声无损检测（ultrasonic non-destructive testing, NDT）和治疗。其研究的重点就在于利用空化效应，达到精确控制携带药物粒治疗的目的。声致穿孔（sonoporation）是一个术语，用来描述超声会暂时地改变细胞膜的结构，在细胞膜上形成可逆变化的小孔，从而促进低分子质量或高分子质量的分子进入细胞内的这一现象。声致穿孔在细胞膜上形成的孔径十分适合大分子如DNA和药物的传输，因此声致穿孔被广泛研究应用于促进基因或药物进入靶向活细胞。声致穿孔增强基因或者药物进入靶向活细胞的研究中，瞬态空化被认为在声致穿孔的产生过程中起着重要的作用，研究认为超声的声致穿孔作用主要源于两个方面：一方面源于细胞膜附近微泡振动破碎而产生的冲击波和喷射力对细胞的损害；另一方面来源于微泡壁运动所导致的细胞膜结构的变化。虽然近年来的研究结果大都认为无论是空化还是微泡都是通过增强声致穿孔过程中空化效应对细胞的作用来提高基因或者药物运输效率的，但声致穿孔具体的机制尚未研究透彻。
本论文研究旨在搭建超声装置，基于谱分析法对空化声场进行研究，选择水听器作为测量器件，利用频谱分析仪对不同浓度和大小的四氧化三铁粒子、二氧化硅粒子，蒸馏水的超声空化噪声谱进行了测量，主要开展了以下三方面的工作：
(1) 首先介绍了纳米生物材料被应用于现代医学上的诊断和治疗，并通过超声将其高效无损地导入生物体的机理，为超声生物医学提供了理论依据。超声分子成像是在近几年内发展起来的一门新兴的学科领域，它是以体内特定分子为成像对比度源，利用病灶部位所具备的分子水平的特征，对活体内部病理过程在分子水平上进行无损的实时测量，可以对一些复杂的疾病进行早期诊断和治疗。多功能纳米粒子超声造影剂和造影成像方法的发展有效的提高了超声对疾病的诊断和鉴别的能力。
(2) 制备了可用于细胞磁性标记的超顺磁纳米氧化铁颗粒。在探寻制备特定尺寸纳米微粒的反应条件和制备工艺的基础上，采用化学共沉淀法、溶胶凝胶法，合成制备了磁性纳米微粒和二氧化硅纳米粒子。利用透射电镜(TEM)、扫描电镜（SEM）、X-射线粉末衍射仪(XRD)、样品磁性用振动样品磁强计（VSM)等仪器对其主要物理性质进行了研究，证明了制备的四氧化三铁磁性纳米颗粒是面心结构的反尖晶石相晶体，微粒平均直径10nm，磁饱和强度64.396emu/g，且具有软磁性特性，具有作为磁共振对比剂物理特性。
(3) 设计搭建适于空化效应噪声检测的超声装置。通过整合、改进，建立一套由超声发生器、超声功率计、水听器、频谱分析仪组成的测量超声空化效应噪声的装置。通过频谱统计的方法对空化噪声谱进行分离，由噪声强度随溶液浓度的变化曲线图可知：在三种不同的液体中，有纳米颗粒加入的情况下，随溶液浓度的增大，空化核增多，空化效应增强，空化阈值降低；当溶液中的纳米颗粒粒径逐渐增大的情况下，同理。