四氧化三铁磁性纳米粒子 (1)概要
超小四氧化三铁磁性纳米颗粒
纳米性材料的不断出现与发展，是的越来越多的纳米性材料开始应用到医疗内，这些纳米性材料的应用使得很多的医疗方法得到了改善和产生，也让一些疾病得到了救治。
本次就分享一种纳米性颗粒—超小四氧化三铁磁性纳米颗粒。
超小四氧化三铁磁性纳米颗粒，具有尺寸超小，分布窄，生物相容性好等特点。
可用于弛豫率高，聚集依赖的T1-T2双模态探针构建，细胞磁标记示踪、磁性载体构建，磁共振T1造影，分子影像与多模态分子影像探针构建等。
利用羧基端结合偶联抗体等功能生物分子，可实现肿瘤等病变组织靶向磁共振成像。
目前，医学领域常采用超顺磁性的铁氧化物纳米粒子来制备MRI的造影剂，当这种造影剂进入活体后能够被活体组织有效的吸收，通过比较不同组织部位的响应信号的差异，就能准确定位出活体的病灶位置。
在靶向药物载体方面，磁性靶向纳米药物载体在负载药物的组分后通过外加磁场的作用可以直达病灶，减少了药物对其他器官组织的副作用，同时还可以提高药效增强治疗作用。
除此之外，磁性纳米四氧化三铁还能制备靶向药物如：四氧化三铁槲皮素复合纳米材料的合成。
Fe2+的外层电子排布为3d°4s°4p", Fe3+的外层电子排布为3d54s04p0在纳米四氧化三铁的内部,存在很多Fe2+和Fe3+,它们的4s和4p都是空轨道。
槲皮素分子中的羟基氧原子的外层电子排布为2p%,除和苯环及氢原子相连的两个电子，还剩一个孤对电子，因此槲皮素羟基上的氧原子活化后，可以提供孤对电子给Fe2+和Fe3+的空轨道,形成配位键结合。
Fe2+或者Fe3+的4s和4p轨道都是空轨道,能够接受孤对电子对，从而与两个氧原子结合。
以上是对超小四氧化三铁磁性纳米颗粒的相关介绍，下面介绍一家生产纳米材料的公司。
南京东纳生物科技有限公司是一家集产学研于一体的高新技术型企业，主要从事纳米材料及生物医学纳米技术，功能微球、体外诊断试剂与仪器等研发与生产。
公司拥有一批包括多名创业教授、博士后、博士及硕士的自主研发队伍，同时广泛联合各知名高校院所及医院的专家团队。
制备方法介绍之-四氧化三铁纳米颗粒（含多种纳米复合材料产品）
制备方法介绍之-四氧化三铁纳米颗粒（含多种纳米复合材料产品）Fe3O4磁性纳米颗粒由于同时具备磁性颗粒和纳米颗粒的双重优势，已经广泛应用于靶向药物载体，细胞分离，核磁共振，免疫分析，核酸杂交等生物医学领域。
同时，这种超顺磁性材料在催化领域也具有很好的应用前景，可以作为液相小尺寸催化剂的催化载体，改善催化剂分离难的状况，但是Fe3O4磁性纳米粒子易氧化，比表面积较高，具有强烈的聚集倾向，难以直接应用．采用无定型SiO2对Fe3O4磁性纳米粒子进行表面包覆，SiO2包覆层增加了其化学稳定性，同时SiO2的无毒性和表面羟基的存在提高了其生物相容性，拓宽了Fe3O4磁性纳米粒子在生物，催化等领域的应用。
１．Fe3O4磁性纳米颗粒的制备：常温下将2.16gFeCl3·6H2O溶解于１００ｍｌ去离子水中，在氮气保护下加入Na2SO3溶液，磁力搅拌１５ｍｉｎ，快速加入５ｍｌ质量分数为２５％－２８％的浓氨水，溶液迅速变黑，在６０℃油浴中反应３０ｍｉｎ，然后逐滴加入0.3g的柠檬酸，调节温度值８０℃，反应１ｈ，之后冷却室温，沉降磁球，用丙酮和去离子水清洗磁球数次，后在去离子水中超声分散，得到的就是稳定的Fe3O4磁性纳米颗粒。
２．油相Fe3O4磁性纳米颗粒的制备：在磁性材料合成中，油酸是以后总常用的纳米颗粒稳定剂。
采用热解油酸铁复合物制备Fe3O4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）和振动样品磁强计（ＶＳＭ）对其进行表征。
得到的Fe3O4磁性纳米颗粒呈球形，在室温下具有超顺磁，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的分散性。
３．Fe3O4@SiO2纳米粒子制备：以O P-10，正丁醇，环己烷和浓氨水分别作为表面活性剂，助表面活性剂，油相和水相，按一定的比例混合配成微乳液体，剧烈搅拌，再依次加入酸洗处理过的Fe3O4胶体溶液和ＴＥＯＳ，反应完成后使用体积比为 75 ％的丙酮水溶液破乳，静置分层后，去除上清液，对下层沉淀物用乙醇清洗数次，后得到Fe3O4@SiO2磁性纳米复合粒子。
《2024年Fe3O4@SiO2磁性纳米颗粒的制备研究》范文
《Fe3O4@SiO2磁性纳米颗粒的制备研究》篇一摘要：本文主要研究Fe3O4@SiO2磁性纳米颗粒的制备过程。
通过对材料合成条件的探索和优化，实现了高质量的磁性纳米颗粒的制备。
本文详细介绍了制备方法、表征手段以及所制备的磁性纳米颗粒的性质和应用。
一、引言随着纳米科技的不断发展，磁性纳米颗粒因其独特的物理化学性质，在生物医学、环境科学、材料科学等领域具有广泛的应用前景。
Fe3O4@SiO2磁性纳米颗粒作为一种重要的磁性纳米材料，其制备方法和性质研究具有重要意义。
二、Fe3O4@SiO2磁性纳米颗粒的制备方法1. 材料与试剂（1）主要材料：四氧化三铁（Fe3O4）纳米颗粒；（2）试剂：正硅酸乙酯（TEOS）、氨水、乙醇等。
2. 制备过程（1）首先，通过共沉淀法或热分解法制备出四氧化三铁（Fe3O4）纳米颗粒；（2）然后，在Fe3O4纳米颗粒表面包裹一层二氧化硅（SiO2），通过控制TEOS与氨水的反应，形成核壳结构的Fe3O4@SiO2磁性纳米颗粒；（3）最后，通过离心、洗涤、干燥等步骤得到纯净的Fe3O4@SiO2磁性纳米颗粒。
三、制备过程中的影响因素及优化措施1. 影响因素：反应温度、反应时间、反应物的浓度和比例等都会影响Fe3O4@SiO2磁性纳米颗粒的制备过程和性质。
2. 优化措施：通过控制反应条件，如调节反应温度、时间以及反应物的浓度和比例，可得到具有不同尺寸和表面性质的Fe3O4@SiO2磁性纳米颗粒。
此外，还可以通过添加表面活性剂、调节pH值等方法进一步优化制备过程。
四、表征与性质分析1. 表征手段：通过透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、动态光散射（DLS）等手段对Fe3O4@SiO2磁性纳米颗粒进行表征。
2. 性质分析：结果表明，所制备的Fe3O4@SiO2磁性纳米颗粒具有良好的磁性能和稳定性，尺寸分布均匀，表面光滑。
此外，其还具有良好的生物相容性和低毒性，为生物医学应用提供了良好的基础。
2021四氧化三铁纳米颗粒催化活性的研究综述范文3
2021四氧化三铁纳米颗粒催化活性的研究综述范文 四氧化三铁纳米颗粒(IONPs)具有独特的超顺磁特性,被广泛应用在污水处理、分析检测、生物大分子及细胞分离、药物靶向运输及可控释放、肿瘤磁热治疗、磁共振成像等领域[1~5]. 2007年中国科学院生物物理研究所阎锡蕴教授课题组[6]发现IONPs 能够模拟辣根过氧化物酶(HRP)活性, 催化过氧化氢(H2O2)氧化底物(3,3,5,5-四甲基联苯胺(TMB)、二氨基联苯胺(DAB)、邻苯二胺(OPD))产生颜色变化. 其催化活性与HRP 类似, 依赖于H2O2浓度、pH和反应温度, 催化过程符合米氏动力学以及乒乓反应机制, 因此能够替代HRP应用在酶联免疫吸附分析(ELISA). 随后, 针对IONPs催化活性的研究如雨后春笋般涌现, 涵盖了包括环境保护、食品安全、生物医学等多个领域[7~21]. 1特征及优化 表面未经修饰的IONPs催化TMB-H2O2反应具有以下特征:最适反应条件为pH 3.5, 40℃;低浓度H2O2促进酶样活性, 高浓度H2O2抑制酶样活性; 催化过程符合米氏动力学以及乒乓反应机制; IONPs催化活性源于纳米颗粒表面的Fe2+; 颗粒越小, 比表面积越大, 单位质量纳米颗粒催化活性位点越多, 催化活性更高; 表面修饰基团的包被厚度会影响IONPs与底物的相互作用[6].IONPs在较宽pH(1~12)或者温度(4~90℃)的环境中孵育2 h后仍然保持良好的催化活性, 而HRP在pH低于5或者温度高于40℃的环境中孵育2 h后完全丧失了催化活性[6]. 叠氮钠是生物样品防腐抑菌的重要添加剂. 0.02%叠氮钠的存在抑制了HRP 99%催化活性, 而IONPs在该环境下能够保持93%催化活性. 即使叠氮钠浓度增加4倍, IONPs催化活性仍能维持在54%~82%水平[22]. IONPs催化活性对环境的强耐受性有望拓展其在分析领域特别是HRP使用受限环境中的应用. 过氧化物酶催化反应遵循米氏动力学,米氏常数Km值大小表征酶与底物之间亲和力的大小, Km值高则酶对底物的亲和力低. IONPs具有类似HRP的催化功能, 但是其对底物H2O2的Km值却远高于HRP,表明其对H2O2的亲和力较低[6], 催化反应需要较高浓度的H2O2. 提高IONPs对H2O2及其他底物的亲和力, 可以增强IONPs的催化活性, 促进其过氧化物酶样活性的应用. 通过对IONPs纳米颗粒表面进行修饰, 改变表面电荷类型及大小, 有望增强IONPs与底物之间的静电相互作用, 进而增强IONPs的催化活性. 喻发全等人[22]考察了表面电荷以及表面包被厚度等因素对IONPs酶样活性的影响.2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐(ABTS)含有2个磺酸基,而TMB含有2个氨基. 由于静电相互作用, 纳米颗粒表面电荷会影响对这2种底物的亲和力, 进而影响催化效率. 肝素修饰的IONPs表面负电荷最强, 催化TMB效率也最高; 聚乙烯亚胺修饰的IONPs表面正电荷最强, 催化ABTS效率也最高. 刘艳萍和喻发全[23]发现氨基修饰增强了IONPs对ABTS的亲和力,而巯基修饰增强了IONPs对H2O2的亲和力. 在IONPs表面共同修饰氨基与巯基, 将同时增强IONPs对ABTS和H2O2的亲和力, 提高IONPs的催化活性, 有利于分析测定极微量H2O2以及其他能够转换为H2O2的物质. 卟啉能够加速电子在IONPs和底物之间传递而促进底物氧化, 故卟啉功能化能够增强IONPs过氧化物酶样活性[24]. 不同形状的IONPs具有不同的比表面积和裸露晶面,导致表面催化活性铁原子的数量不同, 因而会导致不同的催化活性. Nath等人[25]制备了右旋糖酐修饰的IONPs, 其对底物TMB的亲和力比未经修饰的IONPs强300倍. Liu等人[26]考察了不同形状IONPs的过氧化物酶样活性, 发现催化活性强弱顺序依次为团簇>三角片>八面体.除IONPs外,大量纳米材料也具有过氧化物酶样活性, 将这些材料与IONPs组合制备复合材料, 可能会起到协同增强模拟酶活性的作用[27~31]. 2应用 IONPs过氧化物酶样活性催化机理可能是:H2O2以及底物 (如 TMB, ABTS等 )吸附在 IONPs表面 ;IONPs 表面的 Fe2+/Fe3+催化H2O2分解为羟自由基;IONPs通过部分电子交换作用稳定羟自由基; 羟自由基氧化底物发生颜色变化, 生成荧光产物, 或者化学发光等[12,24,32,33]. 充分利用催化机理及反应条件的可调节性, IONPs在环境保护、食品安全、生物研究、临床诊断治疗等领域具有广泛应用 , 如免疫测定[6,10,27,34~40]、分析物浓度检测[8,11,13~19,21~24,28,29,31,41~50]、清除污染物[7,9,12,30,32,33,51~56]、抑制细菌[57,58]以及肿瘤治疗[57]等. 2.1免疫检测中作为HRP的替代物 HRP能够催化显色反应,表面的赖氨酸残基可以与多种分子进行交联, 因此被广泛应用于免疫化学领域如蛋白质免疫印迹(western blot)、ELISA、免疫组化(IHC)等. 然而HRP的应用存在一定限制, 如长期储存容易失活, HRP-分子交联物的生产和纯化费用较高等. IONPs具有过氧化物酶活性, 且和天然HRP相比具有以下优点: 生产方法简便, 成本低廉,对恶劣环境抵抗力强易于保存, 具有磁性, 容易回收重复使用以及单分子催化活性更高等. 因此, IONPs可以作为HRP的替代物应用在免疫化学领域, 有望降低分析成本, 提高分析系统稳定性.。
四氧化三铁粒子
四氧化三铁粒子
四氧化三铁（Fe3O4）是一种黑色的氧化铁矿物，也称为磁铁矿。
它是一种具有磁性和半导体性质的材料，在许多领域都有应用。
四氧化三铁的结构由铁离子和氧离子组成。
在晶格中，铁离子以八面体的形式被六个氧离子包围，每个铁离子周围还有两个铁离子。
这种结构使得四氧化三铁具有磁性，因为铁离子有未成对的自旋电子。
四氧化三铁的磁性很强，具有高磁化强度和饱和磁化强度。
这种磁性使得四氧化三铁被广泛用于磁性材料的制备。
例如，它可以用于制备磁记录材料、磁性液体、磁性橡胶和磁性纳米粒子等。
四氧化三铁还具有半导体性质，因此可以用于制备光伏材料、电化学电容器、传感器等。
例如，四氧化三铁可以用于制备染料敏化太阳能电池，这种电池具有高效率、低成本、易制备等优点。
四氧化三铁还可以用于制备催化剂，例如用于水处理、空气污染控制等方面。
它还可以用于制备防腐涂料，因为它具有很强的抗腐蚀性能。
四氧化三铁是一种多功能的材料，具有很强的磁性和半导体性质，在许多领域都有应用前景。
随着科技的不断发展，四氧化三铁的应用前景将会越来越广阔。
四氧化三铁纳米颗粒负载纳米金
一、介绍四氧化三铁纳米颗粒和纳米金的概念和特性四氧化三铁是一种常见的金属氧化物，具有良好的磁性和光学特性。
它在磁性材料、生物医学领域和环境治理中有着广泛的应用。
而纳米金是指粒径在1-100纳米范围内的金纳米颗粒，具有优异的电子性能和表面增强效应，可用于催化、传感和生物医学成像等领域。
二、四氧化三铁纳米颗粒负载纳米金的制备方法1. 沉淀法：通过将三氯化铁和氢氧化钠混合反应制得四氧化三铁，再利用还原剂将金盐还原成纳米金，最后将纳米金与四氧化三铁混合并进行搅拌、过滤、干燥等步骤，即可得到负载纳米金的四氧化三铁纳米颗粒。
2. 气相沉积法：使用化学气相沉积装置，在合适的温度和气氛条件下将金与铁同时沉积在载体上，形成四氧化三铁纳米颗粒负载纳米金。
三、四氧化三铁纳米颗粒负载纳米金的性能和应用1. 磁性性能：四氧化三铁具有良好的磁性，而负载纳米金可以增强其磁性能，使其在磁性材料、磁共振成像等领域具有更广泛的应用。
2. 光学性能：纳米金具有表面增强效应，可以增强四氧化三铁的光学性能，例如表面增强拉曼散射效应，可用于生物医学成像和传感等领域。
3. 催化性能：负载纳米金的四氧化三铁纳米颗粒具有优异的催化性能，可应用于有机合成、环境治理等领域。
四、四氧化三铁纳米颗粒负载纳米金的未来展望1. 多功能性能：进一步研究四氧化三铁纳米颗粒负载纳米金的多功能性能，探索其在生物医学成像、治疗和肿瘤靶向等领域的应用。
2. 可控制备：发展可控的制备方法，探索不同形貌、尺寸和结构的四氧化三铁纳米颗粒负载纳米金，在材料性能和应用方面的优化。
3. 环境友好型材料：研究四氧化三铁纳米颗粒负载纳米金在环境治理和节能材料中的应用，探索其在污染物降解、废水处理等方面的潜在价值。
五、结语四氧化三铁纳米颗粒负载纳米金作为一种多功能纳米材料，具有广阔的应用潜力。
通过对其制备方法、性能和应用领域的系统研究，将为其在材料科学、生物医学、环境治理等领域的应用提供重要的理论和实践支撑，为纳米技术的发展和创新做出贡献。
Fe3O4磁性纳米材料的制备、粒径调控及表征
２０１９年３月西部皮革化工与材料１㊀Ｆｅ３Ｏ４磁性纳米材料的制备㊁粒径调控及表征王宝玲ꎬ胡忠苇ꎬ田晴晴ꎬ陈余盛基金项目:国家级大学生创新创业训练计划项目(２０１７１０４５２０１１)作者简介:王宝玲(１９９７.１１－)ꎬ女ꎬ汉族ꎬ山东省潍坊人ꎬ本科学生ꎬ临沂大学化学化工学院应用化学专业ꎬ研究方向:磁性纳米材料ꎮ(临沂大学ꎬ山东临沂２７６０００)摘㊀要:本文以三氯化铁为铁源㊁醋酸钠为沉淀剂㊁柠檬酸钠为稳定剂㊁乙二醇为反应溶剂ꎬ通过溶剂热法制备磁性四氧化三铁纳米材料ꎮ透射电子显微镜(ＴＥＭ)㊁Ｘ射线衍射仪(ＸＲＤ)用于表征纳米材料的尺寸㊁结构及形貌ꎮ通过改变反应中柠檬酸钠㊁醋酸钠的用量ꎬ制备得到一系列粒径可控的四氧化三铁纳米材料ꎮ关键词:四氧化三铁ꎻ磁性ꎻ溶剂热法ꎻ表征中图分类号:ＴＱ１３９.２㊀㊀㊀㊀㊀文献标志码:Ａ㊀㊀㊀㊀㊀文章编号:１６７１－１６０２(２０１９)０６－０００１－０１１㊀前言四氧化三铁(Ｆｅ３Ｏ４)纳米材料具有优良的磁学性能ꎬ在磁共振成像㊁磁热疗㊁靶向载药等领域具有广泛的应用前景ꎮ[１]磁共振成像(ＭＲＩ)可以对内脏器官和软组织无损伤快速检测ꎬ是目前恶性肿瘤最为有效的临床诊断方法之一ꎮ[２]Ｆｅ３Ｏ４在ＭＲＩ检测中表现出负增强效果而广泛地用作磁共振成像造影剂ꎮ[２]Ｆｅ３Ｏ４磁共振成像检测效果与纳米材料的尺寸㊁分散性等密切相关ꎮ合成具有良好分散性㊁尺寸可控的四氧化三铁纳米材料对其应用具有重要的研究意义ꎮ目前ꎬ人们开发了大量的合成方法包括共沉淀法㊁微乳液发㊁溶剂热法等制备Ｆｅ３Ｏ４磁性纳米材料ꎮ[３－５]李亚栋课题组最早报道了通过溶剂热法制备磁性纳米材料的方法ꎬ他们以ＦｅＣｌ３为铁源㊁乙二醇为溶剂㊁聚乙二醇㊁醋酸钠为稳定剂合成出磁性纳米材料ꎮ[４]本文以改进的溶剂热法制备磁性Ｆｅ３Ｏ４纳米材料ꎬＴＥＭ㊁ＸＲＤ用于表征纳米材料的尺寸㊁结构及形貌ꎮ通过改变反应中柠檬酸钠㊁醋酸钠的用量ꎬ制备得到一系列粒径可控的四氧化三铁纳米材料ꎮ２㊀实验部分２.１㊀药品试剂六水三氯化铁(分析纯)㊁无水醋酸钠(分析纯)㊁柠檬酸钠(分析纯)㊁乙二醇(分析纯)㊁乙醇(分析纯)购于国药集团化学试剂有限公司ꎮ２.２㊀测试仪器透射电子显微镜(ＪＥＭ２１００ꎬＪＥＯＬ)ꎬＸ射线衍射仪(ＢｒｕｋｅｒＤ８ＸＲＤ).２.３㊀实验步骤称取０.６５ｇ六水三氯化铁加入锥形瓶ꎬ加入２０ｍｌ乙二醇ꎬ超声溶解ꎬ依次加入１.２ｇ无水乙酸钠㊁０.１ｇ柠檬酸钠ꎬ搅拌３０分钟ꎮ将混合液转移到反应釜中ꎬ２００ħ下反应１０小时ꎮ反应结束后ꎬ产物纯化干燥备用ꎮ３㊀结果与讨论我们通过ＴＥＭ对制备的Ｆｅ３Ｏ４进行表征ꎮ从ＴＥＭ照片可以看出制备的Ｆｅ３Ｏ４为球形结构的ꎬ平均粒径为２５５ｎｍꎮ制备得到Ｆｅ３Ｏ４的纳米材料ＸＲＤ图ꎬ出现的衍射峰位与ＪＣＰＤＳ中Ｆｅ３Ｏ４衍射峰位相一致ꎬ说明制备得到磁性纳米粒子是反尖晶石型的Ｆｅ３Ｏ４ꎮ[４]在实验中ꎬ其于条件不变改变柠檬酸钠的量制备Ｆｅ３Ｏ４ꎮ当柠檬酸钠的量为０.３ｇ时ꎬ纳米材料平均尺寸为１８８ｎｍꎬ当柠檬酸钠的量为０.５ｇ时ꎬ纳米材料平均尺寸为１４５ｎｍꎮ柠檬酸钠为零时ꎬＦｅ３Ｏ４粒径为３１０ｎｍꎮ柠檬酸钠对控制粒径尺寸起到重要的作用ꎬ增加柠檬酸钠可以有效降低Ｆｅ３Ｏ４的粒径尺寸ꎮ醋酸钠对制备Ｆｅ３Ｏ４起到决定的作用ꎮ在没有醋酸钠存在的条件下ꎬ无法形成Ｆｅ３Ｏ４纳米粒子ꎬ在加入醋酸钠的条件下可以形成磁性四氧化三铁纳米粒子ꎮ醋酸钠的加入量对粒径有一定影响ꎬ０.６ｇ醋酸钠条件下制备的Ｆｅ３Ｏ４平均粒径３２０ｎｍꎬ２.４ｇ醋酸钠条件下制备的Ｆｅ３Ｏ４平均粒径２９０ｎｍ.４㊀结论本文以三氯化铁为铁源㊁醋酸钠为沉淀剂㊁柠檬酸钠为稳定剂㊁乙二醇为反应溶剂ꎬ通过溶剂热法制备磁性Ｆｅ３Ｏ４纳米材料ꎬ通过改变反应中柠檬酸钠㊁醋酸钠的用量ꎬ制备得到一系列粒径可控的Ｆｅ３Ｏ４纳米材料ꎮＴＥＭ㊁ＸＲＤ用于表征纳米材料的结构及形貌ꎮ本文为磁性纳米材料的制备与应用提供良好的实验参考ꎮ参考文献:[１]㊀ＬｕＡ.－Ｈ.ＳａｌａｂａｓＥ.Ｌ.ＳｃｈüｔｈＦ.ＭａｇｎｅｔｉｃＮａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ:ＳｙｎｔｈｅｓｉｓꎬＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎꎬＦｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚａｔｉｏｎꎬａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ[Ｊ].Ａｎｇｅｗ.Ｃｈｅｍ.Ｉｎｔ.Ｅｄ.２００７ꎬ４６ꎬ１２２２.[２]㊀ＱｉａｏＲ.ＹａｎｇＣ.ＧａｏＭ.ＳｕｐｅｒｐａｒａｍａｇｎｅｔｉｃＩｒｏｎＯｘｉｄｅＮａｎｏｐ￣ａｒｔｉｃｌｅｓ:ｆｒｏｍＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎｓｔｏｉｎＶｉｖｏＭＲＩＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ[Ｊ].Ｊ.Ｍａｔｅｒ.Ｃｈｅｍ.２００９ꎬ１９ꎬ６２７４.[３]㊀ＪｅｏｎｇＵ.ＴｅｎｇＸ.ＷａｎｇＹ.ＹａｎｇＨ.ＸｉａＹ.Ｓｕｐｅｒｐａｒａｍａｇ￣ｎｅｔｉｃＣｏｌｌｏｉｄｓ:ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｄＳｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄＮｉｃｈｅＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ[Ｊ].Ａｄｖ.Ｍａｔｅｒ.２００７ꎬ１９ꎬ３３.[４]㊀ＤｅｎｇＨ.ＬｉＸ.ＰｅｎｇＱ.ＷａｎｇＸ.ＣｈｅｎＪ.ＬｉＹ.Ｍｏｎｏｄｉｓｐｅｒ￣ｓｅｍａｇｎｅｔｉｃｓｉｎｇｌｅ－ｃｒｙｓｔａｌｆｅｒｒｉｔｅｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓ[Ｊ].Ａｎｇｅｗ.Ｃｈｅｍ.Ｉｎｔ.Ｅｄ.２００５ꎬ４４ꎬ２７８２.。
油酸修饰的四氧化三铁磁性纳米颗粒
无论是三氧化二铁还是四氧化三铁等都是常用的磁性纳米材料，其中又以纳米磁性四氧化三铁应用尤其广泛。
而随着纳米技术的进步由各种各样大分子修饰的四氧化三铁磁性纳米材料的应用也在逐渐增加，本次就分享油酸修饰的四氧化三铁磁性纳米颗粒。
油酸修饰的磁性Fe3O4纳米颗粒（OA@Fe3O4），具有优异的磁性、分散性和稳定性，可广泛应用于纳米探针构建、磁共振造影与分子影像、磁热疗、药物载体及靶向诊疗一体化研究等。
OA@Fe3O4纳米颗粒为油溶性，可分散在环己烷、氯仿、四氢呋喃等溶剂中，用于掺杂水包油纳米乳、修饰纳米脂质体、构建磁性纳米药物等。
高温热解法所制备的油酸修饰的磁性Fe3O4纳米颗粒，磁性更强、尺寸更均一。
油酸修饰的四氧化三铁磁性纳米颗粒制备方法主要有：微乳液法、水热合成法、热分解铁有机物法、化学共沉淀合成法、凝胶-溶胶法等。
四氧化三铁纳米颗粒通过表面修饰过程可以降低磁性纳米粒子的表面能，从而改善提高磁性纳米粒子的分散性，还可以通过特定的修饰方法引入功能性基团实现磁性纳米微粒的功能化。
经油酸修饰的四氧化三铁磁性纳米粒子晶体的晶体结构为反立方的尖晶石型结构。
用方程d=Xk/(Bcos0)可估算出四氧化三铁磁性纳米粒子的晶体粒径，在方程中λ=0.15406,0为衍射角，β为半峰宽，k=0.89。
有研究表明油酸修饰未改变磁性四氧化三铁纳米粒子晶体结构；修饰后的磁性四氧化三铁纳米粒子的粒径约2Inm；其饱和磁化强度在50ermu/g以上，磁响应性能佳、具有超顺磁性。
以上是对油酸修饰的四氧化三铁磁性纳米颗粒的相关介绍，下面介绍一家生产纳米材料的公司。
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图8 槲皮素粉末
2.磁性纳米四氧化三铁靶向药物的制备 2.1 四氧化三铁-槲皮素复合纳米材料的合成
Fe2+的外层电子排布为3d64s04p0,Fe3+的外层电子排布为3d54s04p0, 在纳米四氧化三铁的内部,存在很多Fe2+和Fe3+,它们的4s和4p都是空轨 道。槲皮素分子中的羟基氧原子的外层电子排布为2p6,除和苯环及氢
表5 搅拌速度
2：溶胶凝胶法
表面覆盖了Fe3O4壳的C@Fe3O4芯壳纳米纤维
四、Fe3O4磁性纳米粒子的应用
四氧化 三铁磁 性纳米 粒子
磁记 录材 料
微波 吸收 材料
生物 医药
水体污 染物吸 附脱除 及贵金 属回收
催化剂 材料和 催化剂 载体
Fe3O4 纳米粒子在生物方面的应用
Fe3O4因其具有稳定的物料性质、与生物体能较好的相容、强度
较高，且具有磁性。目前，医学领域常采用超顺磁性的铁氧化物纳米
粒子来制备 MRI的造影剂，当这种造影剂进入活体后能够被活体组织 有效的吸收，通过比较不同组织部位的响应信号的差异，就能准确定
位出活体的病灶位置。在靶向药物载体方面，磁性靶向纳米药物载体
在负载药物的组分后通过外加磁场的作用可以直达病灶，减少了药物 对其他器官组织的副作用，同时还可以提高药效增强治疗作用。
原子相连的两个电子,还剩一个孤对电子,因此槲皮素羟基上的氧原子
活化后，可以提供孤对电子给Fe2+和Fe3+的空轨道,形成配位键结合。 Fe2+或者Fe3+的4s和4p轨道都是空轨道,能够接受孤对电子对,从而与两
个氧原子结合。
反应机理：
图13 槲皮素分子与Fe3O4的化学反应
实验过程 ：
称取一定量的二水合槲皮素,溶解在100 mL甲醇中,充分溶解后,再加入一 定量的纳米Fe3O4,滴入少量氨水,使pH大于7,超声震荡,使其充分分散后,水 浴至一定的温度,机械搅 一定的时间,反应结束后,迅速取下圆底烧瓶,反应 物倒入烧杯,用磁场分离即可得到Fe3O4-槲皮素纳米复合物,用去离子水多 次洗涤产物,直至洗液pH为7,50 °C真空干燥。
2.2 测试与表征
槲皮素中,酚羟基62cm-1处是羟基的伸 缩振动,是苯环的弯曲振动640cm-1左
右。在产物的红外光谱图中,3403cm-1
附近也存在一个吸收峰,是由于酚羟 基伸缩振动而产生的,虽然位置并未
产生明显的漂移但是吸收峰明显变弱,
说明纳米Fe3O4与槲皮素不是物理混合, 而可能是槲皮素的3和4位与纳米Fe3O4
纳米四氧化三铁靶向药物的制备及其抗肿瘤活性的研究
图6 自由基在引发肿瘤中的作用
槲皮素是一种很强的抗氧剂,可有效清除体内的氧自由基,这种抗氧化作用可
以阻止细胞的退化和衰老,阻止癌症的发生。研究表明槲皮素的抑制作用主要
来自于邻苯环的结构以及共辄双键的结构,这种结构具有消除自由基的能力。
图7 槲皮素的分子结构式
图18 四氧化三铁-槲皮素-多巴胺 复合纳米粒子的红外光谱图
图19四氧化三铁-槲皮素-多巴胺 复合纳米粒子的SEM图
图20 四氧化三铁-槲皮素-多巴胺 复合纳米粒子的TEM图
5.3 测试与表征
5.3.1产物的水溶性
由于槲皮素为黄色物质,而纳米
Fe3O4为黑色物质,两者均难溶于水,
因此Fe3O4-槲皮素纳米复合物为难
选用A549 (人肺腺癌细胞)、MDA-MB-231 (人乳腺癌细胞)、PC3 (人前列腺癌细胞)。用DMSO溶解后,加入PBS(-)配成1000ug/mL的溶 液或均匀的混悬液,然后用含DMSO的PBS(-)稀释,样品Q为槲皮 素,MDQ-1和MDQ-2分别为四氧化三铁-槲皮素-多巴胺复合纳米材料 两个批次样品。 经过接种细胞—培养细胞—呈色—比色的步骤，最终观察细胞的
Fe3O4 磁性纳米子粒
报告人：樊青波 组 员：王华、王欣
一、磁性纳米粒子的特性
磁性纳米粒子是指粒度在１～100ｎｍ之间的具有磁 性的粒子. 既具有量子尺寸效应、表面效应、 小尺寸效
应及宏观量子隧道效应等纳米粒子的特点，同时还具有不
同于常规纳米材料的特性，例如，当磁性纳米粒子的粒径 小于其超顺磁性临界尺寸时，粒子进入超顺磁性状态，无 矫顽力和剩磁，即粒子在磁场作用下能迅速被磁化， 撤 去外磁场后无剩磁，这种开／关磁性转换行为对于磁性分 离来说是一种特殊的优点 ，也是磁性粒子的一种最简单 的应用。
产生化学键合。另外产物与Fe3O4相
比,590cm-1处的Fe3O4特征吸收减弱很 大,也证明了表面连接了槲皮素而不
图14 Fe3O4-槲皮素复合纳米粒子的红外光谱 图
是物质的物理混合。
图15 Fe3O4-槲皮素复合纳米粒子的SEM图
3、四氧化三铁-槲皮素-多巴胺复合纳米材料的制备
多巴胺具有多巴胺D2受体可以与多巴胺联合作用,相互作用起到抑制肿
存活率。
槲皮素与磁性纳米四氧化三铁靶向体系结合,在病 灶部位通过外磁场对靶向药物进行磁导向,可能会 进一步提升槲皮素的在人体的吸收,用多巴胺对靶
向体系进一步进行修饰,由于肿瘤部位存在多巴胺
D2类受体,整个靶向体系具有高度的生物相容性,就
材料结构而言,多巴胺和槲皮素是并列地与纳米四
氧化三铁结合,而非多巴胺包覆的磁性槲皮素微囊,
二、Fe3O4的结构和性质
纯净的四氧化三铁
是黑色固体(图1.1), 因为其特殊的晶体结 构以及Fe元素作为过 渡金屈元素所具有的 特性,故而具有磁性。
Fe3O4 是由Fe2+、Fe3+、O2-通过离 子键而组成的复杂离子晶体。离 子间的排列方式与尖晶石构型相 仿。Fe3O4 属于反尖晶石构型。即 1/2的Fe3+ 在四面体空隙中,而 Fe2+和其余1/2Fe3+离子在八面体
保证了槲皮素分子顺利释放。
槲皮素形成了配位,但多余的空轨道仍可与多巴胺中的具有sp3电子对的N 电子进一步形成配位键。
5.2 制备 取15mL去离子水,加入40mg多巴胺盐酸盐配成溶液, 与10mL浓度为10mM的三羟甲基氨基甲烧溶液充分混 合后,加入20mL乙醇,将20mgFe3O4-槲皮素复合纳米粒 子加入其中,超声分散10min,搅拌20h,产物用强力磁 铁进行分离后,以去离子水冲洗多次直至洗液的pH为 7,再以无水乙醇洗漆,最后真空干燥后研磨。
在固定反应温度为80℃,Fe3+/Fe2+摩尔比为1:1,搅拌速 度为1000 r/min,沉淀pH为9~10,分析了总铁盐的浓度 对产物尺寸的影响。
表2 总铁盐浓度的影响
在固定反应温度为80 ℃,搅拌速度为1000 r/min,沉淀pH为9~10,铁盐总浓度 0.25mol/L研究分析了 Fe3+/Fe2+摩尔比为对产物尺寸的影响。 表3 Fe3+/Fe2+摩尔比
搅拌速度为1000 r/min,沉淀pH为9~10,铁盐总浓度0.25mol/L， Fe3+/Fe2+摩 尔比1:1研究了反应温度为对产物尺寸的影响。 表4 反应温度
溶液中铁盐溶液浓度为0.25mol/L,沉淀pH为9~10,Fe2+
和Fe3+摩尔比为1:1的条件下,温度为80 ℃，考察了搅
拌速度对产物尺寸的影响。
溶于水的棕色固体,但是通过在 Fe3O4-槲皮素纳米复合物负载具有
水溶性的多巴胺后,由于多巴胺为
白色物质,得到的产物Fe3O4-槲皮 素-多巴胺纳米复合物具有良好的
水溶性,颜色依旧为棕色,从颜色上
可以粗判断所得产物可能为预期产 物。
图17 四氧化三铁-槲皮素-多巴胺 复合纳米粒子的水溶性
6.体外抗肿瘤活性研究
空隙中,故其构型可用
Fe(Ⅲ)[Fe(Ⅱ)Fe(Ⅲ)]O4来表示。 因为晶体中含有交替排列着的Fe2+
和Fe3+,电子很容易因电场影响从
Fe2+转移到Fe3+,因而四氧化三铁具 有较高的导电性。
三、Fe3O4的制备
1.沉淀法
1.1
沉淀法的影响因素
考虑了pH、 Fe2+和Fe3+物质的量比、总铁盐浓 度、温度、搅拌速度对产物的影响。 在固定反应温度80℃，Fe3+/Fe2+的摩尔比为1:1， 搅拌速度为1000r/min,溶液中总铁盐的浓度为 0.25mol/L 表1 pH的影响
瘤细胞。同时很强的水溶性,引入多巴胺后可显著提高药物水溶性。本
研究在前面获得的Fe3O4-槲皮素纳米复合物基础上,引入多巴胺,既可提 高药物的靶向性,也能提高药物的水溶性。
3.1实验原理
Fe2+的外层电子排布为3d64s04p0,Fe3+的外层电子排布为3d54s04p0,在纳
米Fe3O4的内部,存在很多Fe2+和Fe3+,它们的4s和4p都是空轨道。尽管与