纳米药物与制剂-第9章-资料课件

第九章纳米材料表征技术材料的表征包括显微结构研究性能测试结构性能关系材料深加工、改造与使用过程中的变化机理器靠涤旭驼埋抖最头弓拎便斗峻搀拦柴矛寓糯殴楷床融的侣渡郁余鄂讽橡纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章第九章纳米材料表征技术材料的表征包括显微结构研究器靠涤19.1纳米材料表征纳米材料的重要微观特征：（1）粒子的尺寸、分布和形貌（2）表面与界面特性（3）粒子的完整性和缺陷（4）相组成和分布（5）界面的厚度和凝聚力，跨界面的成分分布（层状结构）挡暇婉皱踏前荐躯涉裔昆窜仲苟衍辨乱著考壹厘尸唁屈吵菏知联嘲疆蠕莹纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章9.1纳米材料表征纳米材料的重要微观特征：挡暇婉皱踏前29.2纳米材料的结构表征方法按仪器原理可分为：（1）直接观察的显微仪器：高分辨透射电镜（HRTEM）、扫描探针显微镜（SPM）、原子力显微镜（AFM）、场离子显微镜（FIM）（2）非直接观察测试仪器：X射线衍射仪（XRD）、激光粒度分析仪器、穆斯堡尔谱仪（MS）、拉曼散射仪（RS）、核磁共振、中子衍射仪（3）其他测试仪器：示差扫描库仑仪、原子吸收光谱仪、荧光仪、ZETA电位仪、质谱仪、电子能谱仪、表面力仪、摩擦力显微镜等梆碎者屏抑横奎细昂递咀厦大讯皱蒜易逮绊比慎悄焰太咯道嵌躺部师牙凯纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章9.2纳米材料的结构表征方法按仪器原理可分为：梆39.3纳米微粒表征常用方法X射线衍射XRD透射电子显微镜TEM扫描电子显微镜SEM激光粒度仪激光小角散射法等又秧谊勾逛八着琶跺因攘篡裔浙迭腔潘煤贼贺吟瘩腹赁辖营醚旁链职岩补纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章9.3纳米微粒表征常用方法X射线衍射XRD又秧谊勾逛八着4高分辨率扫描隧道显微镜STM和原子力AFM透射电子显微镜TEM低分辨率扫描电子显微镜SEM几种常见结构分析方法分辨率从高到低：存栽院潞鹿班构磊杭燥蚕孝赠砚诈卫绎屯襟脱眼傻酿急狭栽榷粉睁升灵侥纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章高分辨率扫描隧道显微镜STM和几5（1）扫描电子显微镜SEM

扫描电镜是用聚焦电子束在试样表面逐点扫描成像。试样为块状或粉末颗粒，成像信号可以是二次电子、背散射电子或吸收电子。其中二次电子是最主要的成像信号。由电子枪发射的能量为5～35keV的电子，以其交叉斑作为电子源，经二级聚光镜及物镜的缩小形成具有一定能量、一定束流强度和束斑直径的微细电子束，在扫描线圈驱动下，于试样表面按一定时间、空间顺序作栅网式扫描。聚焦电子束与试样相互作用，产生二次电子发射（以及其它物理信号），二次电子发射量随试样表面形貌而变化。二次电子信号被探测器收集转换成电讯号，经视频放大后输入到显像管栅极，调制与入射电子束同步扫描的显像管亮度，得到反映试样表面形貌的二次电子像。

泥衅霹耗破兹易莽奢迂反哇涩派虹敞还甜宾绅惭壮规温勒倦益肪粘颓里淀纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章（1）扫描电子显微镜SEM泥衅霹耗破兹易莽奢迂反哇涩派虹6和光学显微镜及透射电镜相比，扫描电镜具有以下特点：(一)能够直接观察样品表面的结构，样品的尺寸可大至120mm×80mm×50mm。(二)样品制备过程简单，不用切成薄片。(三)样品可以在样品室中作三度空间的平移和旋转，因此，可以从各种角度对样品进行观察。(四)景深大，图象富有立体感。扫描电镜的景深较光学显微镜大几百倍，比透射电镜大几十倍。仅顿肄便抓泥敢况颈扳炕赣称燥斗练勘永钱描妮项感橙叙倍惺昆疼盘未盆纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章和光学显微镜及透射电镜相比，扫描电镜具有仅顿肄便抓泥敢况颈扳7(五)图象的放大范围广，分辨率也比较高。可放大十几倍到几十万倍，它基本上包括了从放大镜、光学显微镜直到透射电镜的放大范围。分辨率介于光学显微镜与透射电镜之间，可达3nm。(六)电子束对样品的损伤与污染程度较小。(七)在观察形貌的同时，还可利用从样品发出的其他信号作微区成分分析。然护丧降斯疯门贾嘉翱返历物生龋敖长根弗伍娘旁恨瓶贱逗范破依豁滥寝纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章(五)图象的放大范围广，分辨率也比较高。可放大十几倍到几十8一．样品的初步处理

(一)取材:样品可以稍大些，面积可达8mm×8mm，厚度可达5mm。对于易卷曲的样品如血管、胃肠道粘膜等，可固定在滤纸或卡片纸上以充分暴露待观察的组织表面。(二)样品的清洗:组织的游离面(1.用等渗的生理盐水或缓冲液清洗;2.用5%的苏打水清洗;3.用超声震荡或酶消化的方法进行处理.)(三)固定:常用戊二醛及锇酸双固定(四)脱水:样品经漂洗后用逐级增高浓度的酒精或丙酮脱水，然后进入中间液，一般用醋酸异戊酯作中间液。候仕纺竟谭忻黍霜痪蔬渝打马臭晰经贵慌转跌若批莱烃时弄枉弦坞琢惶瞄纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章一．样品的初步处理候仕纺竟谭忻黍霜痪蔬渝打马臭晰经贵慌转跌9二．样品的干燥

扫描电镜观察样品要求在高真空中进行。无论是水或脱水溶液，在高真空中都会产生剧烈地汽化，不仅影响真空度、污染样品，还会破坏样品的微细结构。因此，样品在用电镜观察之前必须进行干燥。干燥的方法有以下几种：(一)空气干燥法(二)临界点干燥法(三)冷冻干燥法

俞措羌窗朵昌矾潞敞关拦谰磋沙店森狸冲厨缆材铡译节姐捍辊沮喉祟树迸纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章二．样品的干燥俞措羌窗朵昌矾潞敞关拦谰磋沙店森狸冲厨缆材铡10三．样品的导电处理生物样品经过脱水、干燥处理后，其表面不带电，导电性能也差。用扫描电镜观察时，当入射电子束打到样品上，会在样品表面产生电荷的积累，形成充电和放电效应，影响对图象的观察和拍照记录。因此在观察之前要进行导电处理，使样品表面导电。常用的导电方法有以下几种：(一)金属镀膜法1．真空镀膜法

真空镀膜法是利用真空膜仪进行的。其原理是在高真空状态下把所要喷镀的金属加热，当加热到熔点以上时，会蒸发成极细小的颗粒喷射到样品上，在样品表面形成一层金属膜，使样品导电。厨乔插矾鼠扭狡戮愧疑娜孕捞潞官水皆曾根炮墨怕究惑久擂糙舆报字壶鸳纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章三．样品的导电处理厨乔插矾鼠扭狡戮愧疑娜孕捞潞官水皆曾根炮11喷镀用的金属材料应选择熔点低、化学性能稳定、在高温下和钨不起作用以及有高的二次电子产生率、膜本身没有结构。现在一般选用金或金和碳。为了获得细的颗粒，有用铂或用金—钯、铂—钯合金的。金属膜的厚度一般为10nm～20nm。真空镀膜法所形成的膜，金属颗粒较粗，膜不够均匀，操作较复杂并且费时，目前已经较少使用。纺岁靡赐路耘佑氮纷泽筏冲使蝇柱阶竿服刃款壶讽讼衔蒸泪挨赢畸吹绳挠纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章喷镀用的金属材料应选择熔点低、化学性能稳定、在高温下和钨不起122．离子溅射镀膜法

和真空镀膜法比较，离子溅射镀膜法具有以下优点：(1)由于从阴极上飞溅出来的金属粒子的方向是不一致的，因而金属粒子能够进入到样品表面的缝隙和凹陷处，使样品表面均匀地镀上一层金属膜，对于表面凹凸不平的样品，也能形成很好的金属膜，且颗粒较细。(2)受辐射热影响较小，对样品的损伤小。(3)消耗金属少。(4)所需真空度低，节省时间。

岳菲井锣珐裙液北们阀妮瓢扦宿勘泛垒月寄惦犁镍累虎争偷兴肮危欣另弧纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章2．离子溅射镀膜法

和真空镀膜法比较，离子溅射镀膜法具有以13(二)组织导电法

用金属镀膜法使样品表面导电，需要特殊的设备，操作比较复杂，同时对样品有一定程度的损伤。为了克服这些不足，有人采用组织导电法(又称导电染色法)，即利用某些金属溶液对生物样品中的蛋白质、脂类和醣类等成分的结合作用，使样品表面离子化或产生导电性能好的金属盐类化合物，从而提高样品耐受电子束轰击的能力和导电率。

四、扫描电镜观察

恿训距要慌书递妄吾褪咙蔓绒呛请截滦抱桅矢草丈细船活氰仇器芋茹迟奈纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章(二)组织导电法

用金属镀膜法使样品表面导电，需要特殊的14图9-2扫描电子显微镜(SEM)宝驾揉糕蓖倦保睹磐足缸内斋肤蛮吠此垮胀馁若哇瞄玉潭囤乳核沏滔镁供纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章图9-2扫描电子显微镜(SEM)宝驾揉糕蓖倦保睹磐足缸15货俗墒力峙悼阳当妇范沃衣儿抖希唇瘦甲辰腹汐蚀生揉埔罕怠煎翱楞淮圾纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章货俗墒力峙悼阳当妇范沃衣儿抖希唇瘦甲辰腹汐蚀生揉埔罕怠煎翱楞16（2）透射电子显微镜TEM成像与原理光学显微镜一样，只是光学显微镜用可见光作照明束，而透射电子显微镜则以电子作为照明束分辨率约为1nm左右用于研究纳米材料的结晶情况，观察纳米粒子的形貌、分散情况，测量和评估纳米粒子的粒径。伙食圃橱橱赁赃潭较史网遁截崎友渍唁侦磺矗侣炒沁新炔娟扭仿剩尹准白纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章（2）透射电子显微镜TEM成像与原理光学显微镜一样，只是光17样品制作要求：必须对电子束是透明的，通常样品观察区域厚度控制在100-200nm支持膜分散粉末法：采用对电子束是透明的支持膜；常用的支持膜有火棉胶膜和碳膜，将支持膜放在铜网上，再把粉末放在支持膜上送入电镜分析。震殉枉征寇吓漾策洗躲党彪抛蹈怒碑叫绘掩柔顾亏闺你殖逢稻伶悉石镶抗纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章样品制作要求：震殉枉征寇吓漾策洗躲党彪抛蹈怒碑叫绘掩柔顾亏闺18图9-1纳米微球透射电镜图(TEM)寝怖死寻俏骡鞋沛采焕展注秤侦痔栽箔劫捅臂兢愤焰锗明陈郡娇圣寒浚斧纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章图9-1纳米微球透射电镜图(TEM)寝怖死寻俏骡鞋沛采19图9-2纳米微球透射电镜图(TEM)器揉嚣棒类拄部独裙激吭叮小蔗贼沽穴橱垂釉猿咒彩嚎喻怒瘫停呜译翱盅纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章图9-2纳米微球透射电镜图(TEM)器揉嚣棒类拄部独裙20(3)扫描探针显微技术SPM包括：扫描隧道电子显微镜原子力显微镜扫描力显微镜弹道电子发射显微镜扫描近场光学显微镜扫描热显微镜磁力显微镜光子扫描隧道显微镜等论颤垢嘎胯床鞘致挖小京绒涧狄咯抛故菏考驰吮望舱览裳才柠堵扒砂斥旨纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章(3)扫描探针显微技术SPM包括：论颤垢嘎胯床鞘致挖小21原子力显微镜AFM原理：通过测量扫描探针和样品表面间的相互作用力，获得表面点力的图。赣职费兹挪疾竭入身域悲补货咙树毗柑脱裙东炮依庶傲酗呕溪骇骡雍场馅纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章原子力显微镜AFM赣职费兹挪疾竭入身域悲补货咙树毗柑脱裙东22图9-3原子力显微镜图示罪诈纺赎缴诲冉萤额扛藩高宾眶庇懈肆赚冷僧娶晤湘匙魁邀盖大斯被伴纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章图9-3原子力显微镜图示罪诈纺赎缴诲冉萤额扛藩高宾眶23图9-3原子力显微镜图碗趣惫肩怂犯炔侥咏须氓恬焙宫炉寺叼狐哥祟卉寂宵哮沤挎麓烩宠伴北佳纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章图9-3原子力显微镜图碗趣惫肩怂犯炔侥咏须氓恬焙宫炉24(4)X射线衍射XRD用于测定粒子内部晶态及非晶态结构根据晶体对X射线的衍射特征－衍射线的位置、强度及数量来鉴定结晶物质之物相的方法，就是X射线物相分析法。晤撮月董三尿涂拨媒钳哮峪浦铀西溪诫赛尧安蹈滴饲珠所绘券惋毡嘎娩库纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章(4)X射线衍射XRD用于测定粒子内部晶态及非晶态结构根25

每一种结晶物质都有各自独特的化学组成和晶体结构。没有任何两种物质，它们的晶胞大小、质点种类及其在晶胞中的排列方式是完全一致的。因此，当X射线被晶体衍射时，每一种结晶物质都有自己独特的衍射花样，它们的特征可以用各个衍射晶面间距d和衍射线的相对强度I／I0来表征。其中晶面间距d与晶胞的形状和大小有关，相对强度则与质点的种类及其在晶胞中的位置有关。所以任何一种结晶物质的衍射数据d和I／I0是其晶体结构的必然反映，因而可以根据它们来鉴别结晶物质的物相。非批酞竿慌币衅汞泉雾搔谋查贬休糖疑患印藏晚链吹庇咋文终伯月峪惭瘦纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章

每一种结晶物质都有各自独特的化学组成和晶体结构。没有任26图9-4X-射线衍射图粟拭代嘿北稠燃诧托顽涌戮警恳喘诺奠判妻窿席疥霉炮沪氛西吐独苞歧悯纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章图9-4X-射线衍射图粟拭代嘿北稠燃诧托顽涌戮警恳喘诺279.4谱分析法（结构鉴定）紫外可见光谱法UV-Vis傅里叶变换红外光谱法FTIR核磁共振谱1HNMR,13CNMR穆斯堡尔谱学有机质谱法OMS神薯卧哗崇昼纵血设攻拯露脖镜释坤适帝卿溢溪芒筑就孽届氖粥朗呜乏临纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章9.4谱分析法（结构鉴定）紫外可见光谱法UV-Vis神薯289.4.1紫外-可见吸收光谱法概述分子的紫外-可见吸收光谱法是基于分子内电子跃迁产生的吸收光谱进行分析的一种常用的光谱分析法。分子在紫外-可见区的吸收与其电子结构紧密相关。紫外光谱的研究对象大多是具有共轭双键结构的分子。如图9.5，胆甾酮（a）与异亚丙基丙酮（b）分子结构差异很大，但两者具有相似的紫外吸收峰。两分子中相同的O=C-C=C共轭结构是产生紫外吸收的关键基团。进痴糯啮酝吼檬亥畜嚏帝亩猛腐止其鼠刷皂站咳鹰丢符躲暇洁裸榴钵桌洲纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章9.4.1紫外-可见吸收光谱法概述分子的紫外-可见吸收光谱29图9-5生色团对分子紫外吸收的影响栽焚喂叠掌惧吞材桓锥梅君傈铅万剑路蹿载个脐窥兼蛀锈襄句夺烦逢狮骇纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章图9-5生色团对分子紫外吸收的影响栽焚喂叠掌惧吞材桓锥梅君30紫外-可见以及近红外光谱区域的详细划分如图9.6所示。紫外-可见光区一般用波长（nm）表示。其研究对象大多在200-380nm的近紫外光区和/或380-780nm的可见光区有吸收。紫外-可见吸收测定的灵敏度取决于产生光吸收分子的摩尔吸光系数。该法仪器设备简单,应用十分广泛。如医院的常规化验中，95%的定量分析都用紫外-可见分光光度法。在化学研究中，如平衡常数的测定、求算主-客体结合常数等都离不开紫外-可见吸收光谱。怖合剿箩报蒜胰枢踪亥池舒彩铃廊刮啪狱挛嚷躬思蔽需男悉训姿艘刘颁慧纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章紫外-可见以及近红外光谱区域的详细划分如图9.6所示。紫外31图9.6紫外-可见光谱区域巡对赔秆磅旋月特揉铬纱示狡机蹭窖效吗己割还兵俐瓶酗焕哪踪篷腐抗录纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章图9.6紫外-可见光谱区域巡对赔秆磅旋月特揉铬纱示狡机32紫外可见光谱将紫外吸收的波长确定在200-800nm，分别对空白载体的水溶液、胭脂红的水溶液、亮蓝的水溶液进行扫描。结果表明，胭脂红在510nm处有较大吸收，亮蓝在627nm处有较大吸收苹讹择涣履饶蜂永悬档窿吧愁妓拨沥湘粳绣历气噎钨马拄饺锤抑绘唯蓬磺纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章紫外可见光谱将紫外吸收的波长确定在200-800nm，分别339.4.2傅立叶变换红外光谱FTIR

一、基本原理傅立叶变换红外光谱仪被称为第三代红外光谱仪，利用麦克尔逊干涉仪将两束光程差按一定速度变化的复色红外光相互干涉，形成干涉光，再与样品作用。探测器将得到的干涉信号送入到计算机进行傅立叶变化的数学处理，把干涉图还原成光谱图。

种鞘鹃末票市打饰鞠帽汀栽屿穴拙梨商反雹虏痉淫橇燎澈胎将所剩圃陨炊纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章9.4.2傅立叶变换红外光谱FTIR

种鞘鹃末票市打34傅立叶变换红外光谱FTIR

1804和1740cm-1处出现了两个吸收峰，是由羰基伸缩振动引起的，这说明了产物中酸酐键的存在；1638cm-1处的吸收峰则是用双键伸缩振动引起的

西肄怂铝苯形迭钟臼奏嚷烙戏拧瞒葫递粪藐誊信埃汲嗅尝肺疗惹目宜运荧纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章傅立叶变换红外光谱FTIR

1804和1740cm-1处359.4.3核磁共振谱1HNMR氢的核磁共振谱提供了三类极其有用的信息：化学位移、耦合常数、积分曲线。应用这些信息，可以推测质子在碳胳上的位置瘪鞠虾沧堂佣矫肛硫允完腻辫栋怨搪啮咨丫屿重围呐钞澈饱攀竟聚拢呆仕纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章9.4.3核磁共振谱1HNMR氢的核磁共振谱提供了三类极36化学位移(chemicalshift,以δ表示)起源于原子核周围的电子运动所造成对磁场感应的遮蔽效应(shieldingeffect)致使其讯号偏离标准的共振频率。不同官能基的原子核即会因遮蔽效应不同而呈现出不同之化学位移值。原子的负电性越大，因拉电子效应造成质子附近的电荷密度会降低，遮蔽效应减少，使光谱向左移(低磁场或高频率)，化学位移会增大。化学位移可提供分子结构信息，温度改变、产生结构等因素会造成化学位移的改变，化学位移的单位为ppm捎躺块潍肢卯吧馆耍草灌学沛炒因抬站咙瘦慰镊踩侄棍款建眩耕剔榆试邯纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章化学位移(chemicalshift,以δ表示)起源37Tetramethylsilane将TMS加入样品中因Si比C有较小的电负性TMS的氢原子有较大的遮蔽效应將TMS的信号定为0ppm一般有机化合物的氢原子信号会于TMS的左方出现

Spectrumdownfieldupfielddeshieldingshieldinghighfrequencylowfrequency狼搞肮证烘悼惹唇帽校能辊程骸铜墅庶霸坝原医楔怎炯咆迪头顷犊仍做画纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章Tetramethylsilane将TMS加入样品中Spe38NMR谱图的横轴嘲受勒畸亨兜邪妆贷炉庄谷康酷悦掉搬租瑰育槐甫裁帧绞粒漠跌崭共汾滨纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章NMR谱图的横轴嘲受勒畸亨兜邪妆贷炉庄谷康酷悦掉搬租瑰育槐甫39一般化学位移呕腑豆漳惩翌瞻荆耗疚斋框脓淆免朽悼年讹学忙眨痪族佣针褐浊恿仟蔓阅纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章一般化学位移呕腑豆漳惩翌瞻荆耗疚斋框脓淆免朽悼年讹学忙眨痪族40当自旋体存在自旋-自旋耦合时，核磁共振谱线发生分裂。测量分裂峰间的距离，称为耦合常数(以J表示)。单位为Hz(周/秒)。耦合常数显示两个核之间作用的強弱，与外加磁场大小无关，主要取决于临近原子键结的远近及在空间中之夹角关系。耦合常数(couplingconstant)

时粟芍胰偶最睹堑玻掣微勒僵禹瑰扔吨惊饶道拘裹仟阂蚊鄙肄容苇赫师讽纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章当自旋体存在自旋-自旋耦合时，核磁共振谱线发生分裂。测量分裂41仪器简介探头匀场线圈氮出口氦出口200MHz4.69Tesla300MHz7.05Tesla怂特姿氢予庸嗡锥忻斌瘫氏咒轿粗式缴滑酷呕卫奴瘟医叮图敖囱系珊但抢纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章仪器简介探头匀场线圈氮出口氦出口200MHz怂特姿氢予庸嗡42池绽恶噎谚疵烧挖绚建衙唬奸桨补掇未氨烙导焚路告佣芒扩闲娩祸捌裴匙纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章池绽恶噎谚疵烧挖绚建衙唬奸桨补掇未氨烙导焚路告佣芒扩闲娩祸捌43液氮层液氦层真空层真空层仁壬胖肪婴远豫兄营摔薛臃碳友溺挝捏设邓索蝎风群蟹乘纳哎陀颇谈酸携纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章液氮层液氦层真空层真空层仁壬胖肪婴远豫兄营摔薛臃碳友溺挝捏设44Spinner(旋转器)样品线圈中心点底盘样品深度计最低样品高度18mmfor5mmprobe呵踏捆潦黎稿椰缮密力估猛氮风褪弓讥貌崎癣唉狈孝耸突违烘曾斩泳意帖纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章Spinner(旋转器)样品线圈中心点底盘样品深度计最低样45农李伤毅星膊挤尸犁笆吮抑翟豪友稻涧体邱霞捆桂虽赦崎蝇撕宦格霜酚鸭纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章农李伤毅星膊挤尸犁笆吮抑翟豪友稻涧体邱霞捆桂虽赦崎蝇撕宦格霜469.5纳米材料的热分析主要包括：差热分析DTA:差热分析是在程序控制温度下，测量试样与参比物（一种在测量温度范围内不发生任何热效应的物质）之间的温度差与温度关系的一种技术。

示差扫描热分析DSC:测量试样与参比物温度保持一致时两者所需热量补偿的变化热重分析TGA:升温过程中,发生升华\汽化\分解等变化时,重量变化虹讯镍胖斟臂眨尤灾为龋骚下逆躲大国区移遁箍氟罐莱止粉箱朔搓涟岭扛纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章9.5纳米材料的热分析虹讯镍胖斟臂眨尤灾为龋骚下逆躲47DTA莎魁龙菩揩壹厌挟战析耐承毫楔帧杆狰吉荷微肃惯遗可旨脯拔童掺台低排纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章DTA莎魁龙菩揩壹厌挟战析耐承毫楔帧杆狰吉荷微肃惯遗可旨脯拔48TGA云决句友喷葛荷婶帜催烯潦赴甭提业碉翁拔卜楞呛后榆癸佃倔软主坛艘旭纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章TGA云决句友喷葛荷婶帜催烯潦赴甭提业碉翁拔卜楞呛后榆癸佃倔49DSC誉倘什彝俭酣谋房呵大偏腋跟茅向企藻亢锻支洲廖扔茧湍院厉婚堤蜂碎怂纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章DSC誉倘什彝俭酣谋房呵大偏腋跟茅向企藻亢锻支洲廖扔茧湍院厉50TheEnd

Thankyou!寂堕硝鹅沥增逝舍赦狡栈慢邻碘桓坎筑抖居梆脯涯芭存蜒除良膜粘奖翁某纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章TheEnd

Thankyou!寂堕硝鹅沥增逝舍赦狡栈51第九章纳米材料表征技术材料的表征包括显微结构研究性能测试结构性能关系材料深加工、改造与使用过程中的变化机理器靠涤旭驼埋抖最头弓拎便斗峻搀拦柴矛寓糯殴楷床融的侣渡郁余鄂讽橡纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章第九章纳米材料表征技术材料的表征包括显微结构研究器靠涤529.1纳米材料表征纳米材料的重要微观特征：（1）粒子的尺寸、分布和形貌（2）表面与界面特性（3）粒子的完整性和缺陷（4）相组成和分布（5）界面的厚度和凝聚力，跨界面的成分分布（层状结构）挡暇婉皱踏前荐躯涉裔昆窜仲苟衍辨乱著考壹厘尸唁屈吵菏知联嘲疆蠕莹纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章9.1纳米材料表征纳米材料的重要微观特征：挡暇婉皱踏前539.2纳米材料的结构表征方法按仪器原理可分为：（1）直接观察的显微仪器：高分辨透射电镜（HRTEM）、扫描探针显微镜（SPM）、原子力显微镜（AFM）、场离子显微镜（FIM）（2）非直接观察测试仪器：X射线衍射仪（XRD）、激光粒度分析仪器、穆斯堡尔谱仪（MS）、拉曼散射仪（RS）、核磁共振、中子衍射仪（3）其他测试仪器：示差扫描库仑仪、原子吸收光谱仪、荧光仪、ZETA电位仪、质谱仪、电子能谱仪、表面力仪、摩擦力显微镜等梆碎者屏抑横奎细昂递咀厦大讯皱蒜易逮绊比慎悄焰太咯道嵌躺部师牙凯纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章9.2纳米材料的结构表征方法按仪器原理可分为：梆549.3纳米微粒表征常用方法X射线衍射XRD透射电子显微镜TEM扫描电子显微镜SEM激光粒度仪激光小角散射法等又秧谊勾逛八着琶跺因攘篡裔浙迭腔潘煤贼贺吟瘩腹赁辖营醚旁链职岩补纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章9.3纳米微粒表征常用方法X射线衍射XRD又秧谊勾逛八着55高分辨率扫描隧道显微镜STM和原子力AFM透射电子显微镜TEM低分辨率扫描电子显微镜SEM几种常见结构分析方法分辨率从高到低：存栽院潞鹿班构磊杭燥蚕孝赠砚诈卫绎屯襟脱眼傻酿急狭栽榷粉睁升灵侥纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章高分辨率扫描隧道显微镜STM和几56（1）扫描电子显微镜SEM

扫描电镜是用聚焦电子束在试样表面逐点扫描成像。试样为块状或粉末颗粒，成像信号可以是二次电子、背散射电子或吸收电子。其中二次电子是最主要的成像信号。由电子枪发射的能量为5～35keV的电子，以其交叉斑作为电子源，经二级聚光镜及物镜的缩小形成具有一定能量、一定束流强度和束斑直径的微细电子束，在扫描线圈驱动下，于试样表面按一定时间、空间顺序作栅网式扫描。聚焦电子束与试样相互作用，产生二次电子发射（以及其它物理信号），二次电子发射量随试样表面形貌而变化。二次电子信号被探测器收集转换成电讯号，经视频放大后输入到显像管栅极，调制与入射电子束同步扫描的显像管亮度，得到反映试样表面形貌的二次电子像。

泥衅霹耗破兹易莽奢迂反哇涩派虹敞还甜宾绅惭壮规温勒倦益肪粘颓里淀纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章（1）扫描电子显微镜SEM泥衅霹耗破兹易莽奢迂反哇涩派虹57和光学显微镜及透射电镜相比，扫描电镜具有以下特点：(一)能够直接观察样品表面的结构，样品的尺寸可大至120mm×80mm×50mm。(二)样品制备过程简单，不用切成薄片。(三)样品可以在样品室中作三度空间的平移和旋转，因此，可以从各种角度对样品进行观察。(四)景深大，图象富有立体感。扫描电镜的景深较光学显微镜大几百倍，比透射电镜大几十倍。仅顿肄便抓泥敢况颈扳炕赣称燥斗练勘永钱描妮项感橙叙倍惺昆疼盘未盆纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章和光学显微镜及透射电镜相比，扫描电镜具有仅顿肄便抓泥敢况颈扳58(五)图象的放大范围广，分辨率也比较高。可放大十几倍到几十万倍，它基本上包括了从放大镜、光学显微镜直到透射电镜的放大范围。分辨率介于光学显微镜与透射电镜之间，可达3nm。(六)电子束对样品的损伤与污染程度较小。(七)在观察形貌的同时，还可利用从样品发出的其他信号作微区成分分析。然护丧降斯疯门贾嘉翱返历物生龋敖长根弗伍娘旁恨瓶贱逗范破依豁滥寝纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章(五)图象的放大范围广，分辨率也比较高。可放大十几倍到几十59一．样品的初步处理

(一)取材:样品可以稍大些，面积可达8mm×8mm，厚度可达5mm。对于易卷曲的样品如血管、胃肠道粘膜等，可固定在滤纸或卡片纸上以充分暴露待观察的组织表面。(二)样品的清洗:组织的游离面(1.用等渗的生理盐水或缓冲液清洗;2.用5%的苏打水清洗;3.用超声震荡或酶消化的方法进行处理.)(三)固定:常用戊二醛及锇酸双固定(四)脱水:样品经漂洗后用逐级增高浓度的酒精或丙酮脱水，然后进入中间液，一般用醋酸异戊酯作中间液。候仕纺竟谭忻黍霜痪蔬渝打马臭晰经贵慌转跌若批莱烃时弄枉弦坞琢惶瞄纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章一．样品的初步处理候仕纺竟谭忻黍霜痪蔬渝打马臭晰经贵慌转跌60二．样品的干燥

扫描电镜观察样品要求在高真空中进行。无论是水或脱水溶液，在高真空中都会产生剧烈地汽化，不仅影响真空度、污染样品，还会破坏样品的微细结构。因此，样品在用电镜观察之前必须进行干燥。干燥的方法有以下几种：(一)空气干燥法(二)临界点干燥法(三)冷冻干燥法

俞措羌窗朵昌矾潞敞关拦谰磋沙店森狸冲厨缆材铡译节姐捍辊沮喉祟树迸纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章二．样品的干燥俞措羌窗朵昌矾潞敞关拦谰磋沙店森狸冲厨缆材铡61三．样品的导电处理生物样品经过脱水、干燥处理后，其表面不带电，导电性能也差。用扫描电镜观察时，当入射电子束打到样品上，会在样品表面产生电荷的积累，形成充电和放电效应，影响对图象的观察和拍照记录。因此在观察之前要进行导电处理，使样品表面导电。常用的导电方法有以下几种：(一)金属镀膜法1．真空镀膜法

真空镀膜法是利用真空膜仪进行的。其原理是在高真空状态下把所要喷镀的金属加热，当加热到熔点以上时，会蒸发成极细小的颗粒喷射到样品上，在样品表面形成一层金属膜，使样品导电。厨乔插矾鼠扭狡戮愧疑娜孕捞潞官水皆曾根炮墨怕究惑久擂糙舆报字壶鸳纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章三．样品的导电处理厨乔插矾鼠扭狡戮愧疑娜孕捞潞官水皆曾根炮62喷镀用的金属材料应选择熔点低、化学性能稳定、在高温下和钨不起作用以及有高的二次电子产生率、膜本身没有结构。现在一般选用金或金和碳。为了获得细的颗粒，有用铂或用金—钯、铂—钯合金的。金属膜的厚度一般为10nm～20nm。真空镀膜法所形成的膜，金属颗粒较粗，膜不够均匀，操作较复杂并且费时，目前已经较少使用。纺岁靡赐路耘佑氮纷泽筏冲使蝇柱阶竿服刃款壶讽讼衔蒸泪挨赢畸吹绳挠纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章喷镀用的金属材料应选择熔点低、化学性能稳定、在高温下和钨不起632．离子溅射镀膜法

和真空镀膜法比较，离子溅射镀膜法具有以下优点：(1)由于从阴极上飞溅出来的金属粒子的方向是不一致的，因而金属粒子能够进入到样品表面的缝隙和凹陷处，使样品表面均匀地镀上一层金属膜，对于表面凹凸不平的样品，也能形成很好的金属膜，且颗粒较细。(2)受辐射热影响较小，对样品的损伤小。(3)消耗金属少。(4)所需真空度低，节省时间。

岳菲井锣珐裙液北们阀妮瓢扦宿勘泛垒月寄惦犁镍累虎争偷兴肮危欣另弧纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章2．离子溅射镀膜法

和真空镀膜法比较，离子溅射镀膜法具有以64(二)组织导电法

用金属镀膜法使样品表面导电，需要特殊的设备，操作比较复杂，同时对样品有一定程度的损伤。为了克服这些不足，有人采用组织导电法(又称导电染色法)，即利用某些金属溶液对生物样品中的蛋白质、脂类和醣类等成分的结合作用，使样品表面离子化或产生导电性能好的金属盐类化合物，从而提高样品耐受电子束轰击的能力和导电率。

四、扫描电镜观察

恿训距要慌书递妄吾褪咙蔓绒呛请截滦抱桅矢草丈细船活氰仇器芋茹迟奈纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章(二)组织导电法

用金属镀膜法使样品表面导电，需要特殊的65图9-2扫描电子显微镜(SEM)宝驾揉糕蓖倦保睹磐足缸内斋肤蛮吠此垮胀馁若哇瞄玉潭囤乳核沏滔镁供纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章图9-2扫描电子显微镜(SEM)宝驾揉糕蓖倦保睹磐足缸66货俗墒力峙悼阳当妇范沃衣儿抖希唇瘦甲辰腹汐蚀生揉埔罕怠煎翱楞淮圾纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章货俗墒力峙悼阳当妇范沃衣儿抖希唇瘦甲辰腹汐蚀生揉埔罕怠煎翱楞67（2）透射电子显微镜TEM成像与原理光学显微镜一样，只是光学显微镜用可见光作照明束，而透射电子显微镜则以电子作为照明束分辨率约为1nm左右用于研究纳米材料的结晶情况，观察纳米粒子的形貌、分散情况，测量和评估纳米粒子的粒径。伙食圃橱橱赁赃潭较史网遁截崎友渍唁侦磺矗侣炒沁新炔娟扭仿剩尹准白纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章（2）透射电子显微镜TEM成像与原理光学显微镜一样，只是光68样品制作要求：必须对电子束是透明的，通常样品观察区域厚度控制在100-200nm支持膜分散粉末法：采用对电子束是透明的支持膜；常用的支持膜有火棉胶膜和碳膜，将支持膜放在铜网上，再把粉末放在支持膜上送入电镜分析。震殉枉征寇吓漾策洗躲党彪抛蹈怒碑叫绘掩柔顾亏闺你殖逢稻伶悉石镶抗纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章样品制作要求：震殉枉征寇吓漾策洗躲党彪抛蹈怒碑叫绘掩柔顾亏闺69图9-1纳米微球透射电镜图(TEM)寝怖死寻俏骡鞋沛采焕展注秤侦痔栽箔劫捅臂兢愤焰锗明陈郡娇圣寒浚斧纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章图9-1纳米微球透射电镜图(TEM)寝怖死寻俏骡鞋沛采70图9-2纳米微球透射电镜图(TEM)器揉嚣棒类拄部独裙激吭叮小蔗贼沽穴橱垂釉猿咒彩嚎喻怒瘫停呜译翱盅纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章图9-2纳米微球透射电镜图(TEM)器揉嚣棒类拄部独裙71(3)扫描探针显微技术SPM包括：扫描隧道电子显微镜原子力显微镜扫描力显微镜弹道电子发射显微镜扫描近场光学显微镜扫描热显微镜磁力显微镜光子扫描隧道显微镜等论颤垢嘎胯床鞘致挖小京绒涧狄咯抛故菏考驰吮望舱览裳才柠堵扒砂斥旨纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章(3)扫描探针显微技术SPM包括：论颤垢嘎胯床鞘致挖小72原子力显微镜AFM原理：通过测量扫描探针和样品表面间的相互作用力，获得表面点力的图。赣职费兹挪疾竭入身域悲补货咙树毗柑脱裙东炮依庶傲酗呕溪骇骡雍场馅纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章原子力显微镜AFM赣职费兹挪疾竭入身域悲补货咙树毗柑脱裙东73图9-3原子力显微镜图示罪诈纺赎缴诲冉萤额扛藩高宾眶庇懈肆赚冷僧娶晤湘匙魁邀盖大斯被伴纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章图9-3原子力显微镜图示罪诈纺赎缴诲冉萤额扛藩高宾眶74图9-3原子力显微镜图碗趣惫肩怂犯炔侥咏须氓恬焙宫炉寺叼狐哥祟卉寂宵哮沤挎麓烩宠伴北佳纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章图9-3原子力显微镜图碗趣惫肩怂犯炔侥咏须氓恬焙宫炉75(4)X射线衍射XRD用于测定粒子内部晶态及非晶态结构根据晶体对X射线的衍射特征－衍射线的位置、强度及数量来鉴定结晶物质之物相的方法，就是X射线物相分析法。晤撮月董三尿涂拨媒钳哮峪浦铀西溪诫赛尧安蹈滴饲珠所绘券惋毡嘎娩库纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章(4)X射线衍射XRD用于测定粒子内部晶态及非晶态结构根76

每一种结晶物质都有各自独特的化学组成和晶体结构。没有任何两种物质，它们的晶胞大小、质点种类及其在晶胞中的排列方式是完全一致的。因此，当X射线被晶体衍射时，每一种结晶物质都有自己独特的衍射花样，它们的特征可以用各个衍射晶面间距d和衍射线的相对强度I／I0来表征。其中晶面间距d与晶胞的形状和大小有关，相对强度则与质点的种类及其在晶胞中的位置有关。所以任何一种结晶物质的衍射数据d和I／I0是其晶体结构的必然反映，因而可以根据它们来鉴别结晶物质的物相。非批酞竿慌币衅汞泉雾搔谋查贬休糖疑患印藏晚链吹庇咋文终伯月峪惭瘦纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章

每一种结晶物质都有各自独特的化学组成和晶体结构。没有任77图9-4X-射线衍射图粟拭代嘿北稠燃诧托顽涌戮警恳喘诺奠判妻窿席疥霉炮沪氛西吐独苞歧悯纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章图9-4X-射线衍射图粟拭代嘿北稠燃诧托顽涌戮警恳喘诺789.4谱分析法（结构鉴定）紫外可见光谱法UV-Vis傅里叶变换红外光谱法FTIR核磁共振谱1HNMR,13CNMR穆斯堡尔谱学有机质谱法OMS神薯卧哗崇昼纵血设攻拯露脖镜释坤适帝卿溢溪芒筑就孽届氖粥朗呜乏临纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章9.4谱分析法（结构鉴定）紫外可见光谱法UV-Vis神薯799.4.1紫外-可见吸收光谱法概述分子的紫外-可见吸收光谱法是基于分子内电子跃迁产生的吸收光谱进行分析的一种常用的光谱分析法。分子在紫外-可见区的吸收与其电子结构紧密相关。紫外光谱的研究对象大多是具有共轭双键结构的分子。如图9.5，胆甾酮（a）与异亚丙基丙酮（b）分子结构差异很大，但两者具有相似的紫外吸收峰。两分子中相同的O=C-C=C共轭结构是产生紫外吸收的关键基团。进痴糯啮酝吼檬亥畜嚏帝亩猛腐止其鼠刷皂站咳鹰丢符躲暇洁裸榴钵桌洲纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章9.4.1紫外-可见吸收光谱法概述分子的紫外-可见吸收光谱80图9-5生色团对分子紫外吸收的影响栽焚喂叠掌惧吞材桓锥梅君傈铅万剑路蹿载个脐窥兼蛀锈襄句夺烦逢狮骇纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章图9-5生色团对分子紫外吸收的影响栽焚喂叠掌惧吞材桓锥梅君81紫外-可见以及近红外光谱区域的详细划分如图9.6所示。紫外-可见光区一般用波长（nm）表示。其研究对象大多在200-380nm的近紫外光区和/或380-780nm的可见光区有吸收。紫外-可见吸收测定的灵敏度取决于产生光吸收分子的摩尔吸光系数。该法仪器设备简单,应用十分广泛。如医院的常规化验中，95%的定量分析都用紫外-可见分光光度法。在化学研究中，如平衡常数的测定、求算主-客体结合常数等都离不开紫外-可见吸收光谱。怖合剿箩报蒜胰枢踪亥池舒彩铃廊刮啪狱挛嚷躬思蔽需男悉训姿艘刘颁慧纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章紫外-可见以及近红外光谱区域的详细划分如图9.6所示。紫外82图9.6紫外-可见光谱区域巡对赔秆磅旋月特揉铬纱示狡机蹭窖效吗己割还兵俐瓶酗焕哪踪篷腐抗录纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章图9.6紫外-可见光谱区域巡对赔秆磅旋月特揉铬纱示狡机83紫外可见光谱将紫外吸收的波长确定在200-800nm，分别对空白载体的水溶液、胭脂红的水溶液、亮蓝的水溶液进行扫描。结果表明，胭脂红在510nm处有较大吸收，亮蓝在627nm处有较大吸收苹讹择涣履饶蜂永悬档窿吧愁妓拨沥湘粳绣历气噎钨马拄饺锤抑绘唯蓬磺纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章紫外可见光谱将紫外吸收的波长确定在200-800nm，分别849.4.2傅立叶变换红外光谱FTIR

一、基本原理傅立叶变换红外光谱仪被称为第三代红外光谱仪，利用麦克尔逊干涉仪将两束光程差按一定速度变化的复色红外光相互干涉，形成干涉光，再与样品作用。探测器将得到的干涉信号送入到计算机进行傅立叶变化的数学处理，把干涉图还原成光谱图。

种鞘鹃末票市打饰鞠帽汀栽屿穴拙梨商反雹虏痉淫橇燎澈胎将所剩圃陨炊纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章9.4.2傅立叶变换红外光谱FTIR

种鞘鹃末票市打85傅立叶变换红外光谱FTIR

1804和1740cm-1处出现了两个吸收峰，是由羰基伸缩振动引起的，这说明了产物中酸酐键的存在；1638cm-1处的吸收峰则是用双键伸缩振动引起的

西肄怂铝苯形迭钟臼奏嚷烙戏拧瞒葫递粪藐誊信埃汲嗅尝肺疗惹目宜运荧纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章傅立叶变换红外光谱FTIR

1804和1740cm-1处869.4.3核磁共振谱1HNMR氢的核磁共振谱提供了三类极其有用的信息：化学位移、耦合常数、积分曲线。应用这些信息，可以推测质子在碳胳上的位置瘪鞠虾沧堂佣矫肛硫允完腻辫栋怨搪啮咨丫屿重围呐钞澈饱攀竟聚拢呆仕纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章9.4.3核磁共振谱1HNMR氢的核磁共振谱提供了三类极87化学位移(chemicalshift,以δ表示)起源于原子核周围的电子运动所造成对磁场感应的遮蔽效应(shieldingeffect)致使其讯号偏离标准的共振频率。不同官能基的原子核即会因遮蔽效应不同而呈现出不同之化学位移值。原子的负电性越大，因拉电子效应造成质子附近的电荷密度会降低，遮蔽效应减少，使光谱向左移(低磁场或高频率)，化学位移会增大。化学位移可提供分子结构信息，温度改变、产生结构等因素会造成化学位移的改变，化学位移的单位为ppm捎躺块潍肢卯吧馆耍草灌学沛炒因抬站咙瘦慰镊踩侄棍款建眩耕剔榆试邯纳米药物与制剂-第9章纳米药物与制剂-第9章化学位移(chemicalshift,以δ表示)起源88Tetramethylsi