油相Fe3O4磁性纳米颗粒的水相转移研究及初步应用

论文摘要

磁性纳米材料因其在核酸纯化、磁共振成像、药物靶向等生物医学领域的良好应用前景而吸引着科学家的广泛关注。在磁性材料合成中,油酸是一种常用的纳米颗粒稳定剂,然而,油酸稳定的磁性纳米颗粒无法分散在水溶液体系中,极大的限制了它们在生物医学领域的应用,因此,近年来油相磁性纳米颗粒的水相转移成为磁性材料研究的热点之一。本文的研究工作主要有热分解油酸铁复合物制备油酸稳定的Fe304磁性纳米颗粒,分别在微乳液体系和混合溶剂体系中,采用氧化Fe304磁性纳米颗粒表面油酸的方法使其进行水相转移,然后利用水相转移的磁性纳米颗粒对小牛血清白蛋白（BSA）进行固定化研究。具体工作如下：1.油相Fe304磁性纳米颗粒的制备采用热解油酸铁复合物制备Fe304磁性纳米颗粒,并通过透射电子显微镜（TEM）,X-射线粉末衍射仪（X-RD）,傅立叶红外光谱仪（FT-IR）和振动样品磁强计（VSM）对其进行表征。结果显示,得到的Fe304磁性纳米颗粒呈球形,在室温下具有超顺磁性,并且由于油酸的稳定作用,纳米颗粒在正己烷等非极性溶剂中具有良好分散性。2.微乳液体系中油相磁性纳米颗粒的水相转移在微乳液体系中,采用NaClO作为氧化剂,通过氧化油相Fe304磁性纳米颗粒表面的油酸,使纳米颗粒从油相转移到水相中。两相分散实验表明,氧化后的Fe304磁性纳米颗粒能够分散在水中而不分散在正己烷中。TEM照片显示水相转移后的磁性纳米颗粒在大小和组成等方面都没有明显变化,而Zeta电位测定表明,相转移后的磁性纳米颗粒表面带负电荷。3.混和溶剂体系中油相磁性纳米颗粒的水相转移在混合溶剂的反应体系（正己烷、乙酸乙酯、乙腈和水）中,通过NaIO4氧化Fe3O4磁性纳米颗粒表面油酸的方法来实现油相纳米颗粒从有机相到水相的转移。实验结果表明,相转移后的Fe304磁性纳米颗粒在形貌、组成上都没有变化,在水相中具有良好的分散性,此磁性纳米颗粒在室温下具有超顺磁性,磁响应性更好,当磁性纳米颗粒分散在pH≥7的溶液中时,纳米颗粒的Zeta电位值约为-35.0 mV。4.小牛血清白蛋白（BSA）的固定化研究在2-（N-吗啡啉）乙磺酸（MES）缓冲溶液中,在交联剂1-（3-二甲氨基丙基）-3-乙基二亚胺（EDC）的作用下,磁性纳米颗粒能够对BSA进行固定化。实验结果表明,随着BSA用量从300μg到800μg的增加,磁性纳米颗粒对BSA的固载量不断增加,而偶联效率逐渐降低。该实验表明水相转移的磁性纳米颗粒能够应用于生物大分子的固定化方面,从而为该磁性纳米颗粒更好地应用于生物医学领域奠定了基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 绪论
• 1.2 磁性纳米颗粒的应用
• 1.2.1 核酸纯化
• 1.2.2 细胞分离
• 1.2.3 磁共振成像
• 1.2.4 药物靶向
• 1.3 磁性纳米颗粒的制备
• 1.3.1 共沉淀法
• 1.3.2 热分解法
• 1.3.3 微乳液法
• 1.3.4 水热合成法
• 1.4 油相纳米颗粒水相转移的研究现状
• 1.4.1 水溶性配体交换法
• 1.4.2 双亲分子包覆法
• 1.4.3 油酸氧化法
• 1.5 本文的选题意义和主要工作
• 3O₄磁性纳米颗粒的制备'>第二章 油相Fe₃O₄磁性纳米颗粒的制备
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 主要试剂及仪器
• 2.1.2 实验过程
• 2.2 实验条件的影响
• 2.2.1 加热速度的影响
• 2.2.2 后处理中清洗次数的影响
• 2.3 实验结果表征
• 2.3.1 油酸铁复合物的表征
• 3O₄纳米颗粒的表征'>2.3.2 12mm的磁性Fe₃O₄纳米颗粒的表征
• 2.4 本章小结
• 第三章 微乳液体系中油相磁性纳米颗粒的水相转移
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 主要试剂及仪器
• 3.1.2 实验过程
• 3.2 实验条件的影响
• 3.2.1 纳米颗粒分散性结果
• 3.2.2 CTAB用量的影响
• 3.2.3 氧化剂用量的影响
• 3.2.4 纳米颗粒的稳定性
• 3.3 实验表征结果
• 3.4 本章小结
• 第四章 混和溶剂体系中油相磁性纳米颗粒的水相转移
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 主要试剂及仪器
• 4.1.2 实验过程
• 4.2 实验条件的影响
• 4.2.1 纳米颗粒分散性结果
• 4.2.2 混合溶剂比例的影响
• 4.2.3 反应时间的影响
• 4.2.4 氧化剂用量及加入方式的影响
• 4.3 实验表征结果
• 4.4 本章小结
• 第五章 磁性纳米颗粒偶联蛋白BSA
• 5.1 实验部分
• 5.1.1 主要试剂及仪器
• 5.1.2 实验过程
• 5.2 实验结果分析及讨论
• 5.2.1 实验结果
• 5.2.2 BSA用量的影响
• 5.3 本章小结
• 总结
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的科研成果
• 致谢