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1、,姓名：马晓原学号：2011F0010,生物医用功能化磁性纳米粒子的 制备与表征,磁性纳米粒子是目前生物医用纳米材料领域异常活跃的研究方向之一。不同方法制备的磁性纳米粒子经不同聚合物或分子表面改性后具有多方面的生物医学应用，如细胞分离、核磁共振成像、靶向药物传输、组织修复、免疫检测和磁热疗等。为了合成能达到生物医学应用要求的功能化磁性纳米粒子,前言,Fe3O4磁性纳米材料的性质,1,功能化磁性纳米粒子的制备方法,2,功能化磁性纳米粒子的表征分析方法,3,在元素周期表上仅有 VIIIA区元素Fe、Co、Ni和稀土元素中的Gd 在室温下表现有铁磁性。这些元素互相结合或与其它不具铁磁性的元素相结合，
2、可制得不同磁性材料。其中又以含Fe 元素材料最为常见，由于纯Fe 纳米粒子在空气中极易氧化，所以磁性粒子多以铁的氧化物以及铁合金纳米粒子为主，也有关于氮化铁纳米粒子的报道。铁的氧化物又称铁氧体（Ferrite），Fe3O4 是一种最简单的铁氧体，也是世界上研究和应用最早的一种非金属磁性材料，其分子式可以写FeOFe2O3。,Fe3O4磁性纳米材料的性质,Fe3O4/PVA 磁性高分子微球的制备与表征,磁性高分子微球是指通过适当方法将无机磁性纳米粒子和高分子聚合物进行复合而得到的球形功能材料。它兼具磁性纳米粒子和高分子微球的特性，既可以通过共聚或表面改性的方法在其表面引入特殊功能基团(如-COO
3、H、-OH、-CHO、-NH2 等)，通过共价键直接结合生物酶、细胞、抗体、金属离子及有机物等；又可以在外界磁场作用下方便迅速地分离，从而被广泛用于固定化酶、生物分离、靶向药物等生物医学领域。其中，聚乙烯醇（PVA）是一种水溶性的合成聚合物，动物实验表明，其安全无害、无毒性、无刺激性，并有良好的生物相容性，能够在体内缓慢降解。此外，采用PVA 聚合物修饰磁性纳米粒子时，纳米粒子被包覆在聚合物的交联凝胶网络中，阻止了颗粒的团聚，从而可大大提高颗粒的分散性。,功能磁性纳米粒子的制备方法,PVA 高分子容易形成交联凝胶网络，从而把纳米粒子紧紧包裹在高分子微球中，可有效阻止纳米粒子的团聚，提高分散稳定
4、性。包覆反应的机理如图：,FTIR 分析,功能化磁性纳米粒子的表征分析方法,Fe3O4纳米粒子、(b) Fe3O4/PVA 复合微球和(c) PVA 的红外光谱图,热重分析,Fe3O4纳米粒子和(b) Fe3O4/PVA 磁性高分子微球的TG曲线,如图 为Fe3O4纳米粒子表面修饰前后的TG 曲线，对于裸露的Fe3O4，失重主要为纳米粒子表面的吸附水（130 之前，失重率为 0.45%）及吸附羟基（130 700 之间，失重率为1.35% ）的热分解，纳米粒子Fe3O4的含量为97.4%。磁性高分子微球在200 之前0.93%的失重可能为吸附水的脱去；200500 之间7.4%的失重为磁性微球
5、表面包覆的PVA 聚合物的热分解。最终，样品中氧化铁含量为91.7%。,Zeta 电位分析,如图为Fe3O4纳米粒子修饰前后在不同PH环境中的Zeta 电位曲线，未修饰的纳米粒子等电点PI=6.12，人体生理环境（PH=7.4）时的Zeta 电位为-26.6 mV，绝对值小于 30 mV，说明裸露的Fe3O4纳米粒子在此PH条件下不能稳定分散。而PVA 修饰后的磁性微球的等电PI=5.86，等电点较未修饰前向酸性方向偏移。,TEM分析,Fe3O4纳米粒子和(b) Fe3O4/PVA 磁性微球的TEM,如图中(a)、(b)分别为Fe3O4纳米粒子和Fe3O4/PVA 磁性微球的透射电镜照片。从图中可以看出，Fe3O4 纳米粒子尺寸很不均匀，且团聚比较厉害，分散性较差，粒径为2040 nm。然而，经过PVA 大分子修饰后，纳米粒子的粒径并没有因为表面包覆了一定厚度的聚合物而变大，反而有所减小，平均粒径约为205 nm，且纳米粒子的分散性有明显改善，只存在少部分的团聚体。,谢 谢,
