Fe-,3-O-,4-納米顆粒的制備、修飾與細胞轉(zhuǎn)染研究.pdf

1、磁性納米顆粒由于表現(xiàn)出超順磁性和良好的生物相容性，因而在生物醫(yī)用領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景，例如可用作細胞標記物、磁共振造影劑、靶向藥物載體或熱療介質(zhì)等。隨著這些領(lǐng)域的發(fā)展，對磁性納米顆粒的制備、修飾等方面的要求也越來越高。因此本文選擇了磁性納米顆粒中應(yīng)用最為廣泛的Fe3O4納米顆粒，從制備與修飾兩個方面進行了研究，并初步證實了經(jīng)修飾的Fe3O4納米顆粒對細胞轉(zhuǎn)染的可行性。對這一方向的研究不僅為應(yīng)用打下了基礎(chǔ)，也具有重要的科學(xué)意義。

2、 首先，本文提出了并驗證了制備水溶性Fe3O4納米顆粒的一種新型界面共沉淀方法。在這一方法中，將二價與三價鐵鹽按比例溶解于水中，同時將二正丙胺溶于環(huán)己烷中作為鐵離子的沉淀劑。由于二正丙胺很難溶于水，因此共沉淀反應(yīng)被限制在水/環(huán)己烷界面上進行，能夠制備大小為5-15nm的Fe3O4納米顆粒，這種納米顆粒被證實表面吸附有銨鹽，因而具有良好的親水性，能夠在純水中長時間保持穩(wěn)定。此方法簡單、易操作，使之有可能進行規(guī)?；a(chǎn)。 研究結(jié)果表

3、明：界面共沉淀法與經(jīng)典共沉淀法一樣，都有一反應(yīng)物濃度的臨界值，當反應(yīng)物濃度低于此值時，將不會生成Fe3O4納米顆粒。但是，界面共沉淀法表現(xiàn)出一些特性，例如，能夠獲得Fe3O4的濃度范圍變??；反應(yīng)溫度和濃度并不對產(chǎn)物的粒徑產(chǎn)生明顯影響，但通過溫度的改變可調(diào)節(jié)產(chǎn)物在水中的穩(wěn)定性及磁性能。實驗結(jié)果揭示了界面共沉淀法與經(jīng)典共沉淀法的異同點，證實了該反應(yīng)在水/油界面上進行，據(jù)此我們提出了界面共沉淀法的機理。 在上述工作基礎(chǔ)上，本文將界面共

4、沉淀法進一步拓展用于制備葡聚糖修飾的Fe3O4納米顆粒，并研究了葡聚糖用量、分子量對產(chǎn)物性能的影響。相較于經(jīng)典共沉淀法，在加入相同量的葡聚糖及相同的反應(yīng)條件下時，界面共沉淀法能夠獲得粒徑較大、葡聚糖的含量較少、飽和磁化強度更高的納米顆粒。通過對形核理論的探討我們認為，在葡聚糖存在的環(huán)境下制備四氧化三鐵時，其顆粒優(yōu)先在葡聚糖分子鏈上以及分子鏈的纏結(jié)處形核，并相互纏結(jié)而團簇結(jié)構(gòu)；另一部分葡聚糖將包裹在團聚體外使之穩(wěn)定?；谶@一結(jié)構(gòu)模型，界面

5、共沉淀法產(chǎn)物性能的提高被認為是反應(yīng)在界面上進行所導(dǎo)致的。 然而，采用共沉淀法制備的葡聚糖/Fe3O4納米顆粒在水中分散穩(wěn)定性、結(jié)晶度等方面仍然不能滿足生物醫(yī)用的需要，因此本文采用了二甘醇作為反應(yīng)溶劑，由于其具有較高沸點(245℃)而使反應(yīng)可在相對較高的溫度下進行。從而能夠使產(chǎn)物結(jié)晶性得以提高，同時，產(chǎn)物在水中具有更高的分散穩(wěn)定性，并被證實來源于二甘醇在納米顆粒與大分子雜化后在表面的進一步吸附。另外，這種方法能夠在制備不同種類的水

6、溶性大分子修飾Fe3O4納米顆粒中具有良好的普適性。 本文采用了微乳液法對Fe3O4納米顆粒進行了SiO2包裹的初步研究，證實包裹層的厚度能隨著Fe3O4納米顆粒的加入量及SiO2的加入量的改變而改變，產(chǎn)物具有較高的飽和磁化強度。但目前對包裹后產(chǎn)物的粒徑及形貌的控制還不理想，有待進一步的研究。 本文還對葡聚糖/Fe3O4納米顆粒進行了骨髓基質(zhì)干細胞的轉(zhuǎn)染的初步研究，普魯士藍染色觀察證實了這種納米顆?？梢猿晒D(zhuǎn)染至骨髓基質(zhì)