g97310011六页稿-东海大学化学工程与材料工程学系

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1、FePt磁性奈米粒子的製備、應用及其發展黃琳育*,何志松私立東海大學化學工程與材料工程學系摘要本研究由化學還原合成法製備出油溶相FePt奈米粒子，並改變界面活性劑的比例參數，以操控製備出的奈米粒子尺寸及其分散度。使用硫醇族的化合物做表面修飾，將粒子轉換成水溶相，並藉由XRD、TEM與VSM進行水溶相與油溶相粒子性質分析。將水溶相的FePt磁性奈米粒子，以EDC做接連劑，與酵素HRP做結合，再加入ABTS顯色，使用紫外線及可見光光譜儀分析其在不同HRP濃度下的吸收光譜，觀察吸收光譜強度隨著HRP濃度改變，可做為定量分析之依據。一、緒論1-1前言近年來磁性奈

2、米粒子在製程上有許多研究，包括合金式的磁性奈米粒子[1]；核殼式的磁性奈米粒子[2]；還有中空式的磁性奈米球[3]等。應用方面被廣泛運用於生醫領域上，包含了在體外做診斷用的生物分離[4]及生物感測上，與體內診斷的核磁共振造影[5]，和利用磁性奈米粒子做載體進行藥物傳遞[6]，及標靶式的磁熱治療[7]。1-2實驗動機與目的本研究將以FePt奈米粒子為載體，藉由表面修飾，使FePt磁性奈米粒子能接上蛋白質分子，再應用簡易的顯色及光學吸收儀器做定量檢測。二、文獻回顧2-1FePt磁性奈米粒子特性介紹近年來FePt磁性奈米粒子被廣泛地研究，起初被當做永久磁鐵[8

3、]，進而被用於磁記錄元件上，當FePt粒子小至奈米尺度，將呈現出超順磁的磁性質，在無外加磁場下，粒子間無引力，不會造成聚集現象，可良好地分散在溶液中，成為在生醫應用上的優點之一。2-2FePt磁性奈米粒子製備首次發表利用化學還原法，將Fe(CO)5熱分解，與還原Pt(acac)2，octylether做為溶劑，並藉由oleicacid與oleylamine做為保護劑以控制還原劑量，使反應能自組裝合成，製備出大小為3~10nm的。而KevinE.Elkins等人將製程中鐵的前驅物改為Fe(acac)3取代，使製程為無毒性且無揮發性[8]。2-3製備具有生物

4、功能性的FePt奈米粒子由於FePt磁性奈米粒子的化學穩定性佳，且無毒性，具有良好的生物相容性，使用化學還原法製備的FePt磁性奈米粒子，最小能到2nm，其相對的比表面積增加許多。若將此FePt磁性奈米粒子接連生物分子，則能抓取較多分子。但所介紹的合成方法中，均為製備油溶相的FePt磁性奈米粒子，若要應用於生醫上，則需轉換為水溶相。三、一、FePt磁性奈米粒子3-1製備油溶相FePt磁性奈米粒子3-1-1實驗設計我們利用化學還原法製備FePt磁性奈米粒子。用Fe和Pt的錯合物鹽類做為前趨物，以octylether當溶劑，藉由還原劑1,2-hexadeca

5、ndiol進行高溫加熱，並加入oleicacid與油胺oleylamine做界面活性劑，使FePt粒子慢慢形成奈米大小。3-1-2實驗藥品Platinum(Ⅱ)acetylacetonate,Iron(Ⅲ)acetylacetonate,1,2-hexadecanediol,Oleicacid,Oleylamine,Octylether.矽油、乙醇。3-1-3實驗裝置本實驗裝置如圖3-1，本實驗是以微電腦加熱器控制加熱溫度及升溫速率，並且運用十字磁石攪拌，並全程在通入氬氣絕氧的環境下進行反應。圖3-1實驗裝置圖3-1-4實驗步驟此實驗是利用化學還原法來製

6、備FePt磁性奈米粒子，固定前趨物Fe與Pt的莫爾比為2比1，並改變界面活性劑的比例來製備FePt磁性奈米粒子，如圖3-2為實驗流程圖。PurgingwithAr(30minatroomtemperature)roomtemperature)Heatto100℃(Arblanket)heldat100℃for20min(Arblanket)Oleylamine(0.5mmol)+oleicacid(1mmol)Heatto295℃(7℃/min)(Arblanket)heldat295℃for1hr(Arblanket)Coolingdowntoroom

7、temperaturePt(acac)2(0.5mmol)+Fe(acac)3(1mmol)+1,2-hexadecanediol(4.5mmol)+octylether(30ml)圖3-2製備油溶相FePt實驗流程圖3-2製備水溶相FePt磁性奈米粒子3-2-1前言運用相轉換的方式，將所製備的油溶相粒子經由表面官能基的替換，使其呈現親水的性質，得到水溶相的奈米粒子。3-2-2實驗藥品Mercaptoaceticacid,Chloroform,ethanol.3-2-3實驗步驟利用相轉換方式將製備好的油溶相FePt磁性奈米粒子，做表面修飾，轉換成水溶相F

8、ePt磁性奈米粒子。其實驗步驟如下:1.將油溶相FePt磁性奈米粒子溶於氯仿中(