磁性纳米粒子的合成与其水溶性改性研究文献综述
2020-06-25 20:46:45
文 献 综 述 一.题目:磁性纳米粒子的合成与其水溶性改性研究 二.课题意义: 作为唯一被美国品和药物管理局(FDA)批准应用于临床的磁性纳米粒子,超顺磁性四氧化三铁(Fe3O4)纳米粒子由于其独特的表面比效应、小尺寸和量子尺寸效应以及磁性特性受到人们的关注,它们在生物科学和医学中的潜在应用也在过去的数十年间得到迅速发展[1-2]。
与超顺磁性四氧化三铁(Fe3O4)纳米粒子的其他制备方法:共沉淀法、微乳液法、超声空化法等相比,高温热解法因能够得到晶体质量高且粒径均一、可控的超小纳米粒子而引起广泛关注[3]。
但是该方法制备出的纳米粒子一般被油溶性分子包覆,限制了其在生物医学中的应用,因此本课题在制备出不同粒径的油溶性Fe3O4纳米粒子后,用具有良好生物相容性的壳聚糖对制备出的纳米粒子进行包覆以增加其水溶性,进而制备出既具有较小尺寸分布又具有良好生物相容性的磁共振(MRI)造影剂。
三.研究背景: 自上世纪60 年代人工制造出磁性纳米颗粒后,我们发现这种材料不仅具备纳米材料常规的一些宏观和微观特性,并且具有超顺磁性、量子尺寸效应、表观磁性等一系列其他特殊性质,可在实际生活中广泛应用,因而磁性纳米材料的合成和应用等方面得到了迅速发展[4]。
磁性纳米粒子(magnetic nanoparticles , MNPs)的种类很多, 较常用的有金属合金、氧化铁、铁氧体、氧化铬等, 其中超顺磁性四氧化三铁(Fe3O4)纳米粒子因具有性质稳定、无毒、生物相容性高等优点而引起广泛关注展[5]。
在直径小于20nm时, 超顺磁性Fe3O4纳米粒子在室温下通常处于超顺磁状态,即它们的磁化可以是在外部磁场下饱和,但是在没有外部磁场的情况下,它们的净磁矩常常被热搅拌随机化为零。
由于它们独特的磁性,并且由于它们具有与生物学重要物质相当的尺寸,所以这些超顺磁性Fe3O4纳米粒子对于生物医学应用是非常有用的。
他们对外部磁场的反应使生物分子能被磁性标记和检测,因此我们得到了一些令人振奋的关于生物分离,生物检测和靶向药物递送新方法[6]。
另外,这些MNP也可以响应一个交变的磁场和作为加热器的功能,提供了磁流体热疗治疗的可能方案[7] 。
超顺磁性四氧化三铁(Fe3O4)纳米粒子的制备方法有很多种,主要包括化学沉淀法、溶胶-凝胶法、微乳液法、超声空化法、水热法[8]、高温热解法[9]、电喷雾法[10]和激光热解法[11]。