磁性納米粒子的制備及應(yīng)用

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1、WORD完美格式磁性納米粒子的制備與應(yīng)用孫超（上海大學(xué)環(huán)境與化工工程學(xué)院，上海200444）摘要：磁性納米材料（magneticnanoparticle）是由Fe，Co，Ni等過渡金屬及其氧化物組成的打下尺度介于1~100nm間的一種新型功能材料，磁性納米材料具有磁性特征，還具有納米材料的獨特效應(yīng)和生物親和性，因而成為目前生物醫(yī)學(xué)研究的熱點之一。本文簡要介紹了磁性納米顆粒的制備方法，和目前磁性納米顆粒在醫(yī)用載藥方面的研究進展。關(guān)鍵詞：磁性納米材料；氧化鐵；載藥PreparationandApplicationofMagneticNanopartic

2、lesSunchao(SchoolofEnvironmentalandChemicalEngineering，ShanghaiUniversity，Shanghai200444，China)Abstract:Magneticnanoparticlesareakindofmagneticmaterialwithdiameterofl～100nm，whicharemadeoftransitionmetalandtheiroxidesuchasFe、Co、Niandsoon．Theyarenewtypeoffunctionalmaterialswithc

3、haracterizationofspecialeffect，magneticresponsibilityandbioaffinity，andhavebeenoneofhotspotsinrecentbiomedicineresearch．Thispaperintroducesthepreparationofmagneticnanoparticlesandsomerecentstudiesaboutdrugloadingofmagneticnanoparticlesinmedicine。Keywords:Magneticnanoparticles；

4、Ironoxide；Drugloading1.引言磁性納米材料作為一種新型的功能材料，因其同時兼具納米材料的獨特效應(yīng)、磁響應(yīng)性和生物親和性等，近年來被廣泛研究，特別是在生物醫(yī)學(xué)、生物工程等領(lǐng)域的應(yīng)用引起了各國研究者的高度重視，成為生物醫(yī)藥研究領(lǐng)域中的一個研究熱點(如圖1)。專業(yè)知識編輯整理WORD完美格式圖1磁性納米顆粒示意圖磁性納米材料是大小尺度在1~100nm的磁性材料，如Fe3O4，Nd2Fe14B/a-Fe，CoPt3等[1-3]，其中最具有廣泛應(yīng)用前景的磁性納米材料為鐵氧體納米材料。鐵氧體是由鐵和其他一種或多種金屬組成的復(fù)合氧化物。一般可

5、分為永磁鐵氧體、軟磁鐵氧體和旋磁鐵氧體三種。如尖晶石型鐵氧體的化學(xué)分子式為MeFe2O4，其中Me為離子半徑與二價鐵離子相近的二價金屬離子（Mn2+，Zn2+，Co2+）等[4]，隨著替代金屬種類和數(shù)量不同，可以有多種不同組成的復(fù)合物，這些磁性納米材料最突出的性質(zhì)就是此特性，當磁性顆粒粒徑變小時，磁性顆粒會喪失大塊材料的鐵磁性或亞鐵磁性，表現(xiàn)為順磁性，在外加磁場的作用下產(chǎn)生的磁矩與外加磁場一致，進而受到外加磁場的吸引。粒徑的改變也導(dǎo)致矯頑力的顯著變化，當顆粒尺寸減小到20nm以下時，其矯頑力可增加1000倍，若進一步減小到6nm時，其矯頑力反而降低

6、到零，沒有剩磁，在一定溫度范圍內(nèi)呈現(xiàn)出超順磁性，這時磁相互作用很弱。在交變磁場中還存在磁導(dǎo)率頻散，磁粘滯性，磁損耗而發(fā)熱等現(xiàn)象。這些性質(zhì)使得在生物醫(yī)藥方面有很寬的應(yīng)用范圍。在最近幾年，在磁性納米粒子上的研究很多都集中在氧化鐵及其復(fù)合物的性能及應(yīng)用上，通過精確控制磁性納米粒子的合成過程和表面功能基團可以控制復(fù)合粒子物理化學(xué)性能，膠體穩(wěn)定性以及它們的生物活性。一般可用作生物藥物載體的磁性納米粒子的尺寸都很小，同時很具有很強的磁性。Fe3O4和y-Fe2O3因具有很好的生物相容性和生物分散性，目前是磁性納米粒子中典型的代表材料。Fe3O4的磁性主要來源于

7、在八面體和四面體間隙中的Fe3+的反磁矩耦合。2.制備方法簡介目前，合成磁性納米粒子的主要方法有以下幾種：2.1物理方法物理方法即利用物理手段如機械研磨等使反應(yīng)前驅(qū)體發(fā)生反應(yīng)生成所需的納米晶。例如氣相沉積法和電子束刻蝕法，然而這些方法很難將顆粒尺寸控制在納米范圍。(1)氣相沉淀法這種合成方法主要用于合成一維的氧化鐵納米結(jié)構(gòu)，這個過程是基于對分子前驅(qū)體的催化輔助的化學(xué)氣相沉積過程。在基體表面的金顆粒的存在催化著氧化鐵納米粒子的生長。在低壓力的情況下，F(xiàn)e3+的熱分解部分導(dǎo)致Fe3+轉(zhuǎn)變?yōu)镕e2+，并且在一定溫度下形成納米結(jié)構(gòu)的Fe3O4薄膜[5]。(

8、2)電子束光刻蝕法這個物理方法主要是在一束電子束的照射下將鐵的納米粒子轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸F納米粒子，電子束發(fā)射到覆蓋有一層鐵顆粒的