浅谈中空磁性纳米粒子的合成方法和释放效果

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论文字数:60000 论文编号:sb201212311822235465 日期:2012-12-31 来源:硕博论文网

第1章绪论


材料科学与技术的发展是现代文明的重要支柱,更是高新技术发展的基础和先导。材料技术与信息技术、生物技术一起被称为21世纪最重要、发展最快、最有前途的三大领域。对材料的认识与利用能力,往往决定着社会的形态和人类生活的质量。随着科学技术的进步,人类生活水平的提高,社会发展也对材料提出了更新更高的要求。每一种新材料的发现与应用,均增强了人类支配自然的能力。目前新材料的定义是最新发展起来或正在发展之中的、具有特殊功能和效用的材料。近年来,随着材料制备方法和合成技术的进步,一些具有特殊结构和功能的新型材料因其独特的性能引起了人们的广泛关注。微纳米中空结构粒子可以满足人们在纳米尺度上对材料结构和性能的设计、剪裁和优化,因此在很多领域具有广阔的应用前景,成为材料领域的研究热点。同时具有磁性能的中空结构材料不仅具有较大的比表面积、较轻的密度等性能,更有优异的磁性能,故而在材料领域有着更广泛的应用。因此,无论是从基础理论研究还是实际技术应用的角度看,微纳米磁性中空结构粒子都是极具研究价值的。


1.1磁性复合粒子概述


近年来,由于磁性材料在信息产业、生物医药、磁流体技术、工业催化剂、隐身技术等方面具有巨大的应用潜力,各工业化强国都在竞相开展材料的合成、结构和性能研究,并取得了重要的进展。而磁性颗粒与各种载体材料结合所制备的磁性复合粒子如:磁性微球、磁性微囊、磁性脂质体、磁性微乳等,因具有磁响应性而在生物、医药领域有着广泛的应用前景,如细胞分离、固定化酶、免疫诊断及肿瘤祀向治疗、DNA分离及核酸杂交等。
磁性复合粒子是通过适当的方法使其他物质与磁性物质结合起来形成的具有一定磁性及特殊结构的微纳米粒子。磁性复合粒子通常具有两种结构,一种结构以磁性纳米粒子为核,某一功能化材料为壳;而另一种结构则相反,其外壳为磁性纳米材料,内核为某一功能化材料。这些复合结构不仅保持了纳米磁性粒子特殊的磁学性能,还增强了纳米磁性粒子的生物相容性、热学、力学和化学稳定性,获得了一系列新性能。例如:包埋了纳米磁性粒子和量子点的二氧化娃兼具纳米磁性粒子、量子点和二氧化娃三者的性能。


1.2中空结构粒子概述


中空结构粒子是一种特殊类型的核壳结构粒子,中空结构的微纳米粒子一般是由相应的核壳结构粒子经过去核处理得到,因此可以通过调节核壳复合粒子的结构、尺寸及成分达到对中空结构粒子性质的调节,从而实现对其光学、热学、电学、磁学以及催化性质的大范围裁剪。中空结构粒子的特性主要是由其结构的独特性造成的,该结构的粒子具有密度低、比表面积大、稳定性高以及表面渗透性好等优异性能,在生物化学、催化学、材料科学等领域具有特殊的应用前景。其空心部分可容纳大量的客体分子或大尺寸的客体,可以产生一些奇特的基于微观“包裹”效应的性质,使得空心粒子在医药、生化和化工等许多技术领域都有重要的作用。例如,可以用中空结构的微纳米粒子作为药物载体、细胞和酶的保护层、燃料稳定剂、人造细胞、电学组件、填料、催化剂、分离材料、轻质填料、涂料以及声学隔音材料等。第2章磁性中空微球的制备与表征。


2.1引言 ……………………9
2.2实验部分………………… 9
2.3结果和讨论…………………..14
第3章以磁性中空微球为载体……………..19
3.1引言…………………..19
3.2实验部分……………………21
3.3结果与讨论……………………..22
第4章磁性中空纳米粒子的制备…………………….27
4.1引言…………………..27
4.2实验部分……………………28
4.3结果与讨论……………………..31
结论……………………39
参考文献……………………..41


结论


本工作成功地设计和制备了两种不同尺寸的磁性中空Si02/Fe403纳米粒子,并根据其不同的特点,分别对农药虎威和抗癌药物顺拍进行缓释研究。主要内容有聚合物微球的制备与表征,核壳材料的制备与表征,磁性材料的制备与表征,药物释放研究等。对本工作的主要结论总结如下:
(1)用分散聚合法制备了较大尺寸的聚苯乙稀微球,为后续的研究提供了良好的基体。然后采用界面沉积法制备了 FesCU/PS复合粒子,最后用溶胶凝胶法制备Si02/Fe304/PS微球。后期经过高温锻烧使模板聚苯乙稀分解,而得到中空磁性微球。利用了扫描,透射,红外,样品振荡磁强计分别对产品的形貌,结构及其性能进行了表征。研究发现,所制备的中空磁性粒子尺寸在700 nm左右,大小均勻,有良好的分散性,有较大的比表面积和超顺磁性。(2)结合磁性中空粒子的优异性能,以其为载体对农药虎威的缓释行为进行了研究,并对载药前后载体的性能进行了对比。我们发现,用所制备的磁性中空粒子作为载体,载药量能达到58%,缓释效果良好。且由于载体的超顺磁性,可以通过外界磁场对其进行回收利用。对载体磁性能稳定性的测试表明,缓释前后载体的磁性能保持不变,说明外面的二氧化娃对四氧化三铁起到了很好的保护作用。综合各项性能,可以拓展所制备的磁性中空粒子的应用。(3)在上述工作的基础上,成功制备了能用于人体药物释放体系的磁性中空纳米粒子。由于人体内药物载体的尺寸要求为小于200 nm。故我们对实验条件进行调整:首先,用分散聚合法,通过调整实验条件及方法,制备出了 70 nm左右的聚苯乙稀纳米粒子,以此为模板,用共沉淀法制备FesCVPS核壳结构粒子,用溶胶-凝胶法制备SiCVFesCU/PS复合粒子,高温煅烧后得到尺寸在100 nm左右的中空磁性纳米粒子。用所制备的中空纳米粒子为载体,负载抗癌药物顺销,对其缓释性能进行了研究。结果表明,缓释性能优异,且环境稳定性强,有望用于革巴向给药系统。
 


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