纳米磁性颗粒的氨基硅烷改性及蛋白吸附性能研究

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1、西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要纳米磁性颗粒是指含有磁性金属或金属氧化物的超细粉末而具有磁响应性的纳米级粒子，它不仅具有一般纳米材料特有的小尺寸效应、量子效应，更重要的是它具有的独特的超顺磁性能。纳米磁性颗粒经过一定的表面改性，可以稳定分散于特定的基液中，形成具有超顺磁性的溶液，该溶液称为“磁流体”。磁流体既具有液体的流动性，又具有纳米磁性颗粒的超顺磁性，这使得它在生物医学方面的研究十分活跃，并把磁流体相继应用于细胞治疗(包括细胞标记、靶向和分离等)、组织修复、药物缓释、磁共振成像、热疗以及磁基因转染等等。在生物医学领域，要求磁流体中含有的

2、纳米颗粒必须综合拥有生物相容性、分散性、高的磁响应性等，因此，通常应对纳米磁性颗粒进行表面修饰。本文用化学共沉淀法制备了纳米Fe304磁性颗粒，并用氨基硅烷偶联剂KH550对Fc304磁性颗粒进行了表面修饰，然后对改性和未改性的两种纳米磁性颗粒进行了BSA吸附实验及体外细胞培养实验。其具体内容如下：本文用Fea2·4H20与FeCl3·6I-120为原料，在N2保护下用NH3·I-120滴定生成了黑色颗粒。X．射线衍射、红外光谱表征确定产物为Fe304；透射电子显微镜结果表明，Fe304磁性颗粒形状为近球形，粒径约30rim左右；样品磁振动仪测定结

3、果表明，Fe304磁性纳米颗粒具有超顺磁性能。在制备优异Fe304磁性颗粒的基础上，进一步利用氨基硅烷在溶液中的水解原理，缩合氨基硅烷水解产生的羟基与Fe304表面的羟基，得到了KH550改性的纳米磁性颗粒。结果表明：硅烷偶联剂KH550的修饰不会改变磁性Fe304的晶体结构，改性后的Fe304／KH550复合颗粒仍具有超顺磁性，但饱和磁化强度略微下降；Fe304磁性颗粒经KH550改性后，复合颗粒在水溶液中的分散性与稳定性显著增强，沉降时间明显延长；Fe304与氨基硅烷KH550的水解产物发生了化学反应，改性剂牢固的结合在Fe304磁性颗粒表面，

4、使Fe304接西南交通大学硕士研究生学位论文第Ⅱ页枝上自由氨基，自由氨基可进一步被蛋白、抗体、DNA等活性物质修饰。本文在pH为7．4的磷酸缓冲盐溶液中，分别对KH550改性与未改性Fc304磁性颗粒进行了小牛血清白蛋白(Bs鼬吸附实验，考查了改性剂的用量、反应时间、BSA初始浓度等对吸附性能的影响。结果表明：BSA在两种材料表面吸附速度较快，30rain左右达到饱和，饱和时BSA在纯Fe304表面的吸附量为17mg／g，在氨基硅烷KH550改性后的磁性颗粒表面吸附量为65rag／g；BSA初始浓度对吸附的量有一定的影响，随着初始浓度的增大，BSA

5、在两种磁性颗粒的表面吸附量随之增大，当浓度增加到1．2mg／ml之后，BSA的吸附量基本就不再增加；BSA包裹磁性颗粒后，’其亲水性发生了很大的变化，表面水接触角从630减d,N160左右，但磁性能变化不大，仍具有超顺磁性能。细胞培养结果表明：纯的Fc304不利于成骨细胞的增殖，经KH550改性后生物亲和性有所改善，吸附BSA后的磁性颗粒生物相容性进一步提高。关键词：磁性纳米颗粒；表面修饰；BSA吸附；细胞毒性西南交通大学硕士研究生学位论文第Ⅲ页AbstractMagneticnanoparticleisacompositeparticlethat

6、composedofmagneticmetaloroxidewithmagneticresponsiveproperty．Magnetite(Fe304)wascharacteristicofsmallscaleeffect，quantaeffectandpeculiarsuperparamagnetism．Magneticnanoparticlecouldbedispersedinliquidphase，thusformingmagneticfluids，whichqualifiedwithfluidityandmagnetism，andbewi

7、delyusedinbiomedicinefield,suchascellulartherapy(celllabeling,targetingandseparation)，tissuerepair,drugdelivery,magneticresonanccimaging(MR耽hyperthermiaandSOon．Inthispaper,ultrafineironoxidenanoparticleswerepreparedinalkalinesolutionbychemicalCO—precipitationmethod，thenmodific

8、ationwascarriedoutbyaminosilaneKH550，adsorptionofbovineseruma