多醇法制备超顺磁性felt3gtolt4gt纳米微球和颗粒的研究

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1、上海交通大学硕士学位论文摘要多醇法制备超顺磁性Fe3O4纳米微球和颗粒的研究摘要磁性纳米材料具有独特的理化性质，被广泛的应用于生物磁分离、免疫分析、靶向给药、基因转染和磁共振造影剂等生物医学领域，而且随着应用研究的不断深入，也对磁性纳米材料的性能提出了更高的要求。磁性微球是一类重要的磁性纳米材料，作为磁性载体，可用于磁分离、定量免疫检测和磁靶向给药等领域。微球的粒径、磁性物质含量、比饱和磁化强度以及表面功能化修饰对磁性微球在介质中分离速度、磁信号强度及与生物或药物分子的结合有重要的影响，因此实现磁性微球的可控制备，得到粒径可控、高磁性物质含量

2、和比饱和磁化强度、表面功能化的磁性微球对生物医学应用有重要的意义。多醇法是一种合成纳米金属及金属氧化物材料的重要方法，近年来发展出的多醇法合成磁性微球方法具有操作简单和可控性好等优点，受到研究者的广泛关注。目前学术界对多醇法制备过程中磁性微球的成球机理尚不完全清楚，如何在更大范围内实现磁性微球的可控制备仍然是一个挑战。本文利用多醇法在高温、高压环境下，一步制备了表面羧基化的Fe3O4聚集体微球。系统研究了反应体系中水量、分散剂种类和浓度、反应时间和反应温度对产物的影响，得到了大小均一，平均粒径在200nm-460nm范围可控的磁性微球，其磁性

3、物质含量超过90wt%，在室温下表现为超顺磁性，比饱和磁化强度达到74emu/g，并且微球表面以共价形式与多元羧酸结合，有第I页上海交通大学硕士学位论文摘要利于微球与生物活性分子的偶联，因而具有很好的生物医学应用前景。在实现微球可控制备的基础上，作者也对磁性微球成球机制进行了初步探讨。磁性纳米颗粒是另一类具有广泛用途的磁性纳米材料。磁性纳米颗粒在磁共振成像造影方面具有无毒、成像窗口时间长和灵敏度高等优点，已被用于商业化的磁共振成像造影剂，同时也是分子成像和细胞成像的重要探针。磁性纳米颗粒的粒径、在水相中的分散稳定性及磁物理性质是影响其在磁共振

4、成像应用的关键因素。本文以乙酰丙酮铁作为前驱体，在常压高温环境下，通过多醇法制备了单分散性和水相分散稳定性好、粒径5~10nm，磁化强度高的Fe3O4磁性纳米颗粒，系统研究了多醇溶剂种类、分散剂种类和浓度对产物的影响。制备的磁性纳米颗粒在室温下表现为超顺磁性，比饱和磁化强度最高可达70.0emu/g，并对磁性纳米颗粒的驰豫性能进行了表征。制备的Fe3O4磁性纳米颗粒在磁共振成像造影和细胞/分子成像等领域的具有很大的应用潜力。关键词：超顺磁性；多醇法；四氧化三铁；纳米微球；纳米颗粒第II页上海交通大学硕士学位论文ABSTRACTSYNTHESI

5、SOFSUPERPARAMAGNETICFe3O4NANO-SPHERESANDNANO-PARTICLESTHROUGHPOLYOLPROCESSABSTRACTMagneticnanomaterialshavebeenwidelyusedinbiomedicalfields,suchasbioseparation,immunoassay,drugandgenedelivery,magneticreso-nanceimagingandsoon.Withthedevelopmentofbiomedicalresearch,itisessent

6、ialandnecessarytooptimizethephysicochemicalpropertiesofmag-neticnanomaterialstofulfilltheirfunctionsinbiomedicalfields.Magneticnanosphereisakindoftheimportantmagneticmaterials,whichhasbeenusedinbiosparation,quantitativeimmunoassay,drugdeliveryasmag-neticvector.Thediameter,m

7、agneticcontent,saturationmagnetizationandsurfacepropertyofmagneticnanospheresplayimportantrolesintheirbio-medicalapplicationsanddeterminetheirmovingspeedinthesolution,signalintensityandconjugationwithdrugorbiomolecules.Itisessentialtorealizethecontrollablesynthesisofmagneti

8、cnanosphereswithtunablephysico-chemicalproperties.Polyolmethodhasbeenprovedtobeafa