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1、第28卷第1期中国材料进展Vol28No1MATERIALSCHINA2009年1月Jan2009磁性纳米粒子的表面改性及其在生物医学领域的应用王伟,吴尧,顾忠伟(四川大学国家生物医学材料工程技术研究中心,四川成都610064)摘要:磁性纳米粒子因其独特的超顺磁性质和纳米特性,在生物医学领域得到了日益广泛的应用。系统评述了磁性纳米粒子的制备方法、表面改性及其在生物标记与分离、核磁共振成影、药物载体以及疾病诊断与治疗等生物医学领域中的应用。关键词:磁性纳米粒子;制备方法;表面改性;生物医学中图法
2、分类号:R31808;TM271文献标识码:A文章编号:1674-3962(2009)01-0043-06SynthesisandSurfaceModificationofMagneticNanoparticlesforBiomedicalApplicationsWANGWe,iWUYao,GUZhongwei(NationalEngineeringResearchCenterforBiomaterials,SichuanUniversity,Chengdu610064,China)Abstrac:tMa
3、gneticnanoparticleswithsuperparamagneticcharacteristichavedrawngreatattentiononbiomedicalapplications.Inthispaperwereviewthesynthesis,surfacemodification,andapplicationsinthefieldofbioseparation,magneticresonancemiaging,drugdeliveryanddiseasetherapyofthemagn
4、eticnanoparticlessystematically.Keywords:magneticnanoparticles;synthesis;modification;biomedicalapplication[8]Fe2O4,MnFe2O4,CoFe2O4;磁性合金如CoPt3,FePt1引言等。其中Fe3O4和-Fe2O3这一类铁氧化合物应用最磁性纳米粒子因其一系列独特而优越的物理、化学为广泛。性质受到了人们日益广泛的关注。粒径小于20nm的磁随着磁性纳米粒子合成技术的发展,已成功研发出[1]性粒子具
5、有超顺磁性质,能够被外加磁场控制,而且了一系列制备形状可控、稳定性好、单分散磁性纳米粒这一粒径小于大多数重要的生物分子,如病毒、蛋白、子的方法,如共沉淀法、高温分解法、水热合成法、微[2]基因以及细胞,因此可以进入到生物组织内部探测生乳液法等,其中共沉淀法和高温分解法是最常用的制备物分子的生理性能,在分子水平上揭示生命过程。方法,已得到广泛的应用。随着纳米技术与生物医学结合的日益深入,磁性纳21共沉淀法[3][4]2+3+米粒子在生物标记与分离、核磁共振成像、组织修共沉淀法的反应原理是:Fe与Fe的可溶性盐在[
6、5,6][7]复、药物载体以及疾病诊断与治疗等方面显示出碱性条件下配成混合水溶液,于室温或者加热条件下将2+3+广泛的应用前景。Fe和Fe共同沉淀出来,从而制得Fe3O4磁性纳米粒[9]3+2+子(图1)。常用的Fe/Fe摩尔比为2,水解反应的2磁性纳米粒子的制备方法2+pH值控制在9~13之间。其中铁盐的种类、Fe和3+磁性纳米粒子主要包括:铁的氧化物如Fe3O4,Fe的摩尔比、反应温度、溶液pH值和离子浓度等都-Fe2O3;纯金属如Fe,Co;其它磁性化合物如Mg对磁性纳米粒子的粒径、形状和成分有着十分明
7、显的影响。收稿日期:2008-12-15共沉淀法简便易行,反应条件温和,所制备的粒子基金项目:国家自然科学基金资助项目(50773046)在水溶液中分散性好。但由于制备过程中粒子的成核过作者简介:顾忠伟,男,1949年生,教授程和生长过程受到复杂的水解平衡过程影响,粒子往往44中国材料进展第28卷23低温双相回流法[14]在最近的研究中,Gu等结合共沉淀法和高温分解法的优点,开发出低温双相回流法,即以FeCl24H2O,FeCl36H2O,C18H33O2Na和NaOH为原料,在水、乙醇和甲苯的混合溶剂中,
8、较低温度下回流后制得Fe3O4磁性纳米粒子,其合成路线见图3。所制备的超顺磁性Fe3O4纳米粒子大小均一、粒径分布窄、单分散图1共沉淀法制备磁性纳米粒子的示意图性好。Fig1Theillustrationofcoprecipitationmethod形状不规则,尺寸分布较宽,且易发生团聚,表面缺乏保护层,极易被氧化。22高温分解法高温分解法是通过在
