基於油酸可控氧化的單分散磁性納米粒子水相轉移研究

《基於油酸可控氧化的單分散磁性納米粒子水相轉移研究》是依託西北大學，由彭明麗擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於油酸可控氧化的單分散磁性納米粒子水相轉移研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：彭明麗
• 依託單位：西北大學

項目摘要

磁性納米材料因其獨特物理化學性質和廣闊生物醫學套用而引起研究者的廣泛關注。高溫熱解法製備的磁性納米粒子具有結晶良好，粒徑均一，磁回響性好，粒徑單分散等性質而成為磁性納米粒子製備的主要方法，但該方法製備的磁性納米粒子表面往往吸附有穩定劑油酸，這使其在水相中不能分散。因此將單分散磁性氧化鐵納米粒子的水相轉成為近年研究的熱點。本項目提出利用磁性納米材料表面油酸的可控氧化反應，建立一種單分散磁性納米粒子水相轉移的新方法。擬通過系統最佳化氧化反應條件，在控制氧化反應動力學的同時，研究氧化過程對氧化鐵納米粒子的組成、晶型、大小、磁學等的物理化學性質影響，探討氧化劑對氧化鐵納米粒子作用的過程和機制，從而得到功能團可控的水相轉移方法。再利用生物大分子偶聯，體外細胞毒理學研究及藥物負載與釋放等實驗，評價其在生物分子偶聯效率、細胞安全性及磁靶向載體的性能，從而為其將來在生物醫學領域診療中的套用奠定基礎。

結題摘要

高溫熱解法製備的磁性納米粒子由於表面有穩定劑油酸，使其在水相中不能分散。已報導水相轉移常用方法有雙親分子包覆法、配體交換法，二氧化矽層包覆等方法，但這些方法存在水相轉移後半徑增大，粒徑分布不均，或者配體交換效率低，相轉移時間長等問題，本項目針對高溫熱解法製備的磁性納米粒子表面富含穩定劑油酸的特點，利用油酸中含有碳碳雙鍵的特點，在表面活性劑或者混合溶劑存在下，利用氧化劑對磁性納米粒子表面油酸進行氧化，使表面油酸分子經氧化後變為羧基功能團，從而實現從疏水的基團變為親水的功能基團的轉化，不僅成功實現了水相轉移，而且得到的水性磁性納米粒子表面富含羧基等工程團。 基於以上想法，本項目在表面活性劑的增溶和混合溶劑體系中實現了油酸的異相氧化，建立了一種可將單分散磁性納米粒子高效，快速水相轉移的新方法。實驗數據表明，經有酸氧化法進行水相轉移後的磁性納米粒子不僅能夠保持原有形貌，晶型和單分散的性質，而且在水中也能夠長期穩定存在。水相中的磁性納米粒子相對於油相磁性納米粒子，不僅飽和磁化強度有所增加，而且表面富含羧基功能基團。因此水相相轉移後的磁性納米粒子不僅能夠用於生物大分子和各類高分子偶聯，也可以用於後續複合納米例子合成，生物大分子檢測和靶向給藥等領域。 在項目具體實施過程中，項目研究主要包括三個部分，即磁性納米粒子的合成與表征，通過高溫熱解法成功製備了12 nm四氧化三鐵球形納米粒子，不同長徑比的 Fe3O4單晶納米棒，50 nm花瓣形四氧化三鐵/金納米粒子，油相金納米粒子等納米粒子，其次利用表面活性劑以及乙酸乙酯/乙腈/水等混合溶劑的方法，以高碘酸鈉為氧化劑將以上納米顆粒表面油酸氧化，成功將其轉移至水相溶液中。最後通過高分子如PAH，PAA等修飾將該磁性納米顆粒用於了金磁複合微粒的合成，CRP檢測和腫瘤的靶向給藥。