超順磁納米顆粒的制備及其在磁共振造影劑中的應(yīng)用.pdf

1、磁性納米顆粒由于其獨(dú)特的磁學(xué)、電學(xué)性能，一直以來(lái)是科學(xué)家們研究的熱點(diǎn)。而具有超順磁性的納米顆粒不僅廣泛應(yīng)用于磁流體、高密度磁存儲(chǔ)、氣體傳感器以及催化等傳統(tǒng)領(lǐng)域，同時(shí)由于具有大的比表面積、小的毒副作用、高的化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，在磁共振造影劑、磁性藥物輸運(yùn)、細(xì)胞標(biāo)記以及細(xì)胞分離等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域表現(xiàn)出誘人的應(yīng)用前景。 目前大部分商業(yè)化的磁共振造影劑存在磁響應(yīng)弱，靶向能力有限，難以進(jìn)行單細(xì)胞標(biāo)汜等缺點(diǎn)，大大限制了它們的應(yīng)用前景。本論文提出一

2、種高溫多元醇過(guò)程制備生物相容性超順磁性納米顆粒的方法。該方法合成的超順磁性納米顆粒粒度可控(5～10nm)，穩(wěn)定性好，結(jié)晶度高，飽和磁化強(qiáng)度高，顆粒表面能進(jìn)行進(jìn)一步的化學(xué)修飾及與生物活性分子共價(jià)聯(lián)結(jié)。用作磁共振造影劑具有磁響應(yīng)強(qiáng)，細(xì)胞毒性小，靶向性能優(yōu)異，并可進(jìn)行單細(xì)胞磁標(biāo)記等優(yōu)點(diǎn)。本論文的主要研究成果如下： (1)利用高溫水解會(huì)屬醇鹽螯合物和高溫分解Fe(acac)<,3>兩種多元醇途徑成功制備了磁性Fe<,3>O<,4>納米

3、顆粒。通過(guò)XRD、TEM、SAED、DLS和FTIR等表征方法對(duì)制備的Fe<,3>O<,4>納米顆粒的結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行了表征，通過(guò)VSM分析了Fe<,3>O<,4>納米顆粒的磁學(xué)性能。研究表明：兩種途徑所得的均為立方相的Fe<,3>O<,4>納米顆粒，顆粒直徑約為5～10nm，尺寸分布集中，在水溶液中分散性良好。顆粒表面裹有約30～40nm厚的高分子聚合物修飾層，這為Fe<,3>O<,4>納米顆粒提供了良好的膠體穩(wěn)定性和生物相容性。兩種樣

4、品在室溫下都表現(xiàn)出超順磁性，且飽和磁化強(qiáng)度較高，其磁化強(qiáng)度與顆粒尺寸及結(jié)晶性相關(guān)。上述兩種途徑獲得的樣品相比，高溫分解Fe(acac)<,3>所制備的樣品的飽和磁化強(qiáng)度又相對(duì)較高，其中PAA修飾的Fe<,3>O<,4>納米顆粒其飽和磁化強(qiáng)度達(dá)68emu/g，超過(guò)前人報(bào)道的結(jié)果。磁共振成像實(shí)驗(yàn)表明樣品對(duì)細(xì)胞具有較好的標(biāo)記效果，其中PVP修飾的顆粒效果最好。同時(shí)，系統(tǒng)研究了修飾劑的種類和用量，反應(yīng)溫度，反應(yīng)時(shí)間，反應(yīng)物濃度等生長(zhǎng)條件對(duì)顆粒尺

5、寸、水中分散性及磁性能的影響。 (2)利用高溫水解金屬醇鹽螯合物和高溫分解Fe(acac)<,3>/Co(acac)<,2>兩種多元醇途徑成功制備了立方相的CoFe<,2>O<,4>納米顆粒。其顆粒直徑約為5～10nm，尺寸分布集中，在水溶液中分散性良好。由于顆粒表面高分子修飾層的存在，CoFe<,2>O<,4>納米顆粒具有良好的膠體穩(wěn)定性和生物相容性。對(duì)CoFe<,2>O<,4>納米顆粒磁學(xué)性能的研究表明：室溫下兩種途徑合成的