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题目:用紫外辐射控制磁性Fe3O4壳聚糖纳米粒子在水溶液中的合成(光化学法合成)
采用光化学方法,首次在无乳化剂的室温水溶液体系中制备了新型磁性Fe3O4壳聚糖纳米粒子。扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)结果表明,Fe3O4壳聚糖纳米粒子在常规形状的平均直径41海里,而溶液的平均大小衡量光谱学(pc)是64纳米,这表明,纳米粒子有溶胀属性。 XRD图谱表明,所制备的纳米Fe3O4为尖晶石结构的纯Fe3O4,在紫外光照射下不发生相变。利用傅里叶变换红外光谱、热重分析和振动样品磁强计对Fe3O4壳聚糖纳米粒子进行了表征。磁测结果表明,Fe3O4壳聚糖纳米粒子的饱和磁化强度(Ms)达到48.6 emu/ g,表现出超顺磁性。稳定性试验表明,这些新型纳米颗粒具有较高的磁稳定性。PCS和TGA结果表明,形成的Fe3O4壳聚糖纳米颗粒的大小和壳聚糖含量与pH和CS/ Fe3O4比值有关,可用于合成不同大小的磁性Fe3O4壳聚糖纳米颗粒,以满足不同应用的要求。
近年来,超顺磁性氧化铁纳米颗粒因其具有体积小、超顺磁性和低毒等多种性能,吸引了物理、医学、生物学和材料科学等多个领域的研究人员。目前,磁性纳米颗粒被广泛应用于生物和医学领域,如蛋白质和酶的固定化、生物分离、免疫测定、药物递送、磁共振成像(MRI)等。为了提高超顺磁性氧化铁纳米粒子的稳定性和生物相容性,通常采用表面活性剂或聚合物对其进行改性。包覆有聚合物的超顺磁Fe3O4纳米粒子通常由磁芯和聚合物壳组成,以保证强磁响应和提供良好的官能团和特征。高分子涂料可分为合成型和天然型。聚(乙烯-co-醋酸乙烯)、聚(乙烯基吡咯烷酮)的聚合物(PVP),聚(乳酸-乙醇酸)(PLGA)、聚(乙二醇)(PEG)、聚(乙烯醇)(PVA)等是合成型聚合物体系的典型例子。天然聚合物体系包括明胶、葡聚糖、壳聚糖、普鲁兰等。天然聚大分子修饰由于具有良好的生物相容性和降解性,在生物医学应用中具有显著的优势。
壳聚糖是从甲壳类动物的外骨骼中提取的甲壳素的碱性脱乙酰产物。无毒、亲水、生物相容性好、可生物降解、抗菌。壳聚糖及其衍生物已广泛应用于生物医学领域。磁性壳聚糖纳米颗粒作为一种特殊的功能材料,近年来受到研究者的广泛关注,目前已成功应用于蛋白/酶固定化、药物/基因递送、核磁共振等领域。
制备磁性壳聚糖纳米粒子的方法有微乳液聚合、反相微乳液、原位聚合、悬浮交联法等。然而,这些过程是在水/油系统中进行的,通常加入表面活性剂和乳化剂,这使得磁壳聚糖纳米颗粒难以在水系统中溶解或稳定,从而限制了实际的生物医学应用,特别是在体内应用。
在水体系中合成磁性壳聚糖纳米粒子是克服这些缺点的有效途径之一。本文利用紫外分光光度法成功地制备了磁性四氧化三铁壳聚糖纳米粒子。用PCS、SEM、TEM、VSM等表征了纳米粒子的尺寸、结构和磁性能。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)和热重分析(TGA),确定了壳聚糖聚合物在Fe3O4纳米颗粒上的成功包覆。我们发现这些新型磁性纳米颗粒的大小和壳聚糖含量可以通过调节共晶体系的pH值或壳聚糖/ Fe3O4的比例来控制。
壳聚糖,FeCl3·6H2O、Na2SO3、N、N -甲基-二-丙烯酰胺,除MBA使用前重结晶外,未经进一步处理使用。其他化学药品均为分析级。以两个8w低压水银灯为光源,利用光化学反应装置合成了四氧化三铁壳聚糖纳米粒子。最大发射波长为253 nm的光化学反应器。
