[整理]四氧化三铁磁性纳米粒子-(1)概要PPT课件
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而临床上并无甲状腺功能改变时，要想到T4或T3 抗体的存在。
首选 FT4,其次FT3，TT3和TT4的测定较少用。
血清反T3(reverse T3, rT3)
T4在外周组织的降解产物为rT3（无生 物活性），其水平与T4变化一致。
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。
四氧化三铁磁性纳米粒子-(1) 概要
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。
TSH受体抗体(TRAb) 测定:
TSH受体刺激性抗体（TSAb） Thyroid stimulating antibodies
四氧化三铁纳米资料的制备[整理版]
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四氧化三铁纳米材料的制备一、原理化学共沉淀法制备超微粒子的过程是溶液中形成胶体粒子的凝聚过程, 可分为2 个阶段:第一个阶段是形成晶核, 第二个阶段是晶体(晶核) 的成长。
而晶核的生成速度vl和晶体(晶核)的成长速度v2可用下列两式表示:为过饱和浓度,s 为其溶解度, 故(c-s) 为过饱和度,k1,k2分别为二式的比例常数,D 为溶质分子的扩散系数。
当V1>V2时, 溶液中生成大量的晶核, 晶粒粒度小;当vl<v2时, 溶液中生成少量的晶核, 晶粒粒度大。
采用化学共沉淀法制备纳米磁性四氧化三铁是将二价铁盐和三价铁盐溶液按一定比例混合, 将碱性沉淀剂快速加入至上述铁盐混合溶液中, 搅拌、反应一段时间即得纳米磁性Fe304粒子, 其反应式如下:Fe2+ + Fe3+ + OH- →Fe(OH)2/Fe(OH)3 ( 形成共沉淀)Fe( OH) 2 + Fe( OH) 3 →FeOOH + Fe304 ( pH ≤7.5)FeOOH+ Fe2+ →Fe3O4+ H+ ( pH ≥9.2)Fe2+ + 2Fe3+ +8OH- →Fe3O4+ 4H2O由反应式可知, 该反应的理论摩尔比为Fe2+ :F e3+ :OH- =l:2:8, 但由于二价铁离子易氧化成三价铁离子, 所以实际反应中二价铁离了应适当过量。
该法的原理虽然简单, 但实际制备中还有许多复杂的中间反应和副产物:Fe3O4+ 0.25O2+ 4.5H2O →3Fe(OH)3 ( 4)2Fe3O4 + 0.5O2 →3Fe2O3 ( 5)此外, 溶液的浓度、nFe2+/nFe3+ 的比值、反应和熟化温度、溶液的pH 值、洗涤方式等, 均对磁性微粒的粒径、形态、结构及性能有很大影响。
目前,纳米二氧化硅主要制备方法有：以硅烷卤化物为原料的气相法;以硅酸钠和无机酸为原料的化学沉淀法;以及以硅酸酯等为原料的溶胶凝胶法和微乳液法。
在这些方法中,气相法原料昂贵,设备要求高,生产流程长,能耗大;溶胶凝胶法原料昂贵,制备时间长;而微乳液法成本高、有机物难以去除易对环境造成污染。
四氧化三铁磁性纳米粒子 (1)概要
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
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。
纳米四氧化三铁的应用
纳米四氧化三铁的应用一、纳米四氧化三铁的简介四氧化三铁是一种常用的磁性材料，又称氧化铁黑,呈黑色或灰蓝色。
四氧化三铁是一种铁酸盐，即Fe2+Fe3+（Fe3+O4）（即FeFe（FeO4）前面2+和3+代表铁的价态）。
在Fe3O4里，铁显两种价态，一个铁原子显+2价，两个铁原子显+3价，所以说四氧化三铁可看成是由FeO与Fe2O3组成的化合物，可表示为FeO·Fe2O3，而不能说是FeO与Fe2O3组成的混合物，它属于纯净物。
化学式：Fe3O4，分子量231.54，硬度很大，具有磁性，可以看成是氧化亚铁和氧化铁组成的化合物。
逆尖晶石型、立方晶系，密度 5.18g/cm3。
熔点1867.5K(1594.5℃)。
它不溶于水，也不能与水反应。
与酸反应，不溶于碱，也不溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。
在外磁场下能够定向移动，粒径在一定范围之内具有超顺磁性，以及在外加交变电磁场作用下能产生热量等特性，其化学性能稳定，因而用途相当广泛。
纳米四氧化三铁置于介质中，采用胶溶化法和添加改性剂及分散剂的方法，通过在颗粒表面形成吸附双电层结构阻止纳米粒子团聚，制备稳定分散的水基和有机基纳米磁性液体。
制备的磁性液体2～12个月都能很好的分散着，磁性液体中颗粒平均粒径为16～35nm之间。
通过大量实验，确定了最佳的工艺配方和工艺路线，工艺简单安全，能耗低，并保持了磁性颗粒的粒径在纳米量级，并且经磁性能测试可得磁性颗粒具有超顺磁性，其技术指标达到并超过国内外磁性纳米四氧化三铁性能，为国内各种磁流体的应用提供了基础。
二、纳米四氧化三铁的配置方法由于纳米四氧化三铁特殊的理化学性质 , 使其在实际应用中越来越广泛 , 而其制备方法和性质的研究也得到了深入的进展。
磁性纳米微粒的制备方法主要有物理方法和化学方法。
物理方法制备纳米微粒一般采用真空冷凝法、物理粉碎法、机械球磨法等。
但是用物理方法制备的样品一产品纯度低、颗粒分布不均匀 , 易被氧化 , 且很难制备出10nm 以下的纳米微粒 , 所以在工业生产和试验中很少被采纳。
四氧化三铁
四氧化三铁二氧化锰核壳结构纳米颗粒
四氧化三铁二氧化锰核壳结构纳米颗粒一、介绍四氧化三铁二氧化锰核壳结构纳米颗粒（Fe3O4@MnO2 NPs）是一种具有潜在应用前景的纳米材料，具有许多独特的性质和应用。
本文将从结构、性质、制备方法和应用等方面全面介绍这类纳米颗粒。
二、结构分析Fe3O4@MnO2 NPs通常由内部的四氧化三铁（Fe3O4）核和外部的二氧化锰（MnO2）壳组成。
核壳结构的设计使得这种纳米颗粒既具有Fe3O4的磁性，又具有MnO2的高电化学活性和催化性能。
核壳结构的形成对于纳米颗粒的性能起着至关重要的作用。
三、性质分析1. 磁性：Fe3O4@MnO2 NPs具有良好的磁性，可以用于磁性分离和靶向药物输送等领域。
2. 电化学活性：由于MnO2壳的存在，这种纳米颗粒具有优异的电化学活性，可应用于超级电容器和锂离子电池等领域。
3. 催化性能：Fe3O4@MnO2 NPs在催化剂方面表现出色，可用于有机废水处理、氧化还原反应等。
四、制备方法目前，制备Fe3O4@MnO2 NPs的方法主要有物理合成和化学合成两种。
物理合成常用的方法包括热分解法和溶剂热法，而化学合成主要是通过共沉淀法和水热法制备。
不同的制备方法会影响纳米颗粒的结构和性能，因此需要选择合适的方法加以研究和应用。
五、应用展望Fe3O4@MnO2 NPs的独特性质使得它在生物医药、环境保护、能源存储等领域具有广泛的应用前景。
可以用于肿瘤治疗的磁热疗法、超级电容器的电极材料、有机废水的催化降解等。
六、个人观点作为一种新型纳米材料，Fe3O4@MnO2 NPs的研究具有重要意义。
我认为，未来可以继续深入探讨其在生物医药领域的应用，尤其是靶向治疗和肿瘤诊断等方面的研究。
七、总结Fe3O4@MnO2核壳结构纳米颗粒作为一种具有潜在应用前景的纳米材料，在磁性、电化学活性、催化性能等方面具有独特优势。
未来的研究应该更加注重其制备方法与性能的相关性、在生物医药领域的应用前景和环境友好型等方面的研究。
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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。
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。
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
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 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。
Fe3O4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
图14 Fe3O4-槲皮素复合纳米粒子的红外光谱 图
不是物质的物理混合。
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 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。
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
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。
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。
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。
2.2 测试与表征
槲皮素中,酚羟基的伸缩振动在
3403cm-1左右,1662cm-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
四氧化三铁磁性纳米粒子-(1) 概要
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。
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。
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