生物醫(yī)用功能化磁性納米粒子的制備與表征.pdf

1、磁性納米粒子是目前生物醫(yī)用納米材料領(lǐng)域異?；钴S的研究方向之一。不同方法制備的磁性納米粒子經(jīng)不同聚合物或分子表面改性后具有多方面的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用，如細(xì)胞分離、核磁共振成像、靶向藥物傳輸、組織修復(fù)、免疫檢測(cè)和磁熱療等。為了合成能達(dá)到生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用要求的功能化磁性納米粒子，本文選用水溶性和生物相容性很好且無毒并生物可降解的合成聚合物——聚乙烯醇(PVA)和聚乙二醇(PEG)分別對(duì)Fe3O4磁性納米粒子進(jìn)行表面修飾，制備了Fe3O4/PVA和Fe3

2、O4/PEG磁性高分子微球，并對(duì)修飾前后磁性納米粒子的性能進(jìn)行傅立葉紅外、透射電鏡、熱重分析、動(dòng)態(tài)光散射和振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)等方法表征。具體內(nèi)容如下：
　　 首先采用PVA通過氫鍵結(jié)合的表面修飾方法對(duì)Fe3O4納米粒子進(jìn)行表面功能化修飾，經(jīng)表征分析得出：PVA大分子成功修飾到了磁性納米粒子表面，納米粒子表面包覆了質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.4[％]的PVA聚合物。PVA的表面修飾大大改善了磁性納米粒子的表面疏水性，并增大了納米粒子表面的電荷排斥作

3、用，有效防止了顆粒間的團(tuán)聚，提高了磁性納米粒子的分散性。但用于表面修飾的Fe3O4納米粒子的粒徑較大且粒度不太均勻(20-40 nm)，所以最終得到的磁性高分子微球的粒徑也比較大，而分散性也沒有達(dá)到預(yù)期的狀態(tài)。為了合成出性能優(yōu)異的磁性高分子微球必須有性能良好的無機(jī)磁性納米粒子，我們決定進(jìn)行Fe3O4磁性納米粒子的合成實(shí)驗(yàn)，希望得到粒徑較小、分布較窄、水溶性較好且磁響應(yīng)較高的磁性納米粒子。
　　 采用共沉淀法制備Fe3O4磁性納米

4、粒子，通過設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)得出了最佳的實(shí)驗(yàn)條件。經(jīng)表征分析得出：合成的Fe3O4磁性納米粒子表面吸附了大量-OH，賦予了納米粒子好的親水性和較多的表面電荷；納米粒子的尺寸比較均一，平均粒徑較小，僅為11±3 nm；納米粒子在水中的平均粒徑為168 nm，且粒度分布較窄；并具有較高的飽和磁化強(qiáng)度和優(yōu)異的順磁性，剩余磁化強(qiáng)度和矯頑力幾乎為零，接近于超順磁性；采用ICP-MS測(cè)得磁性納米粒子的純度為99.9313[％]。經(jīng)過與購買的Fe3O4納米

5、粒子進(jìn)行多種性能比較，說明成功制備出結(jié)晶較好、粒徑較小、粒度分布較窄、親水性好且磁性能優(yōu)異的Fe3O4磁性納米粒子。
　　 采用水浴孵化和超聲反應(yīng)交替進(jìn)行的方式對(duì)自制的Fe3O4磁性納米粒子進(jìn)行PEG表面修飾，通過對(duì)修飾后納米粒子粒度影響因素的討論分析，最終確定了可以合成出粒徑較小、分布較窄復(fù)合納米粒子的實(shí)驗(yàn)條件。經(jīng)表征分析得出：PEG通過Fe-O-Si共價(jià)鍵成功連接到Fe3O4納米粒子表面；修飾后納米粒子的表面電荷較少，但分散

6、性很好，并利用膠體分散穩(wěn)定理論進(jìn)行了討論分析；復(fù)合納米粒子中鐵含量為63.467±2.82[％]，樣品的純度為99.955[％]；Fe3O4/PEG復(fù)合納米粒子保持了較高的飽和磁化強(qiáng)度，并提高了磁性納米粒子的順磁性。
　　 總之，本文成功制備出性能較好的Fe3O4納米粒子，對(duì)磁性納米粒子進(jìn)行PEG表面修飾后，大大改善了納米粒子的生物相容性、分散性和水溶性，納米粒子經(jīng)PEG聚合物的保護(hù)作用可避過巨噬細(xì)胞的攝取，延長(zhǎng)其血液循環(huán)時(shí)間，