超顺磁性氧化铁纳米粒子的修饰及应用

摘要.................................................................................................................................................................. I Abstract........................................................................................................................................................ III 第一章绪论 (1)

1.1 纳米材料简介 (1)

1.1.1纳米材料的定义及分类 (1)

1.1.2纳米材料的性质 (2)

1.2 氧化铁纳米粒子简介 (3)

1.2.1氧化铁纳米粒子的应用 (4)

1.3 纳米氧化铁的制备方法 (5)

1.3.1干法 (5)

1.3.2 湿法 (5)

1.4 氧化铁表征手段 (8)

1.4.1 XRD表征 (8)

1.4.2 TEM表征 (9)

1.4.3 FTIR表征 (9)

1.4.4 水合动力学粒径和zeta电位表征 (10)

1.4.5 TGA与磁性能分析 (10)

1.4.6 XPS表征 (11)

1.5 防止纳米氧化铁团聚 (12)

1.5.1 消除纳米粒子团聚途径 (12)

1.5.2 防止粒子团聚方法 (12)

1.6 PEG/PVP-SPIONs、PEG/PEI-SPIONs在干细胞标记中的应用 (13)

1.7 选题目的、意义以及研究的主要内容 (13)

1.7.1 选题目的及意义 (13)

1.7.2 研究内容 (14)

第二章PEG修饰的SPIONs接枝聚赖氨酸研究 (15)

2.1 前沿 (15)

2.2 实验原料与设备 (15)

2.2.1 实验原料 (15)

2.2.2 实验仪器设备 (16)

2.3 PEG修饰的SPIONs的制备与表征 (16)

2.3.1 样品的制备与处理 (16)

2.3.2 样品XRD分析 (17)

2.3.3 样品的TEM分析 (18)

2.3.4 水合动力学粒径及电位分析 (19)

2.3.5 红外分析 (19)

2.3.6 XPS分析 (20)

2.3.7 磁性能及热重分析 (22)

2.4 本章小结 (22)

第三章PEG和PVP共同修饰的SPIONs接枝PLL的研究 (24)

3.1 前言 (24)

3.2.1 实验原料 (24)

3.2.2 实验仪器与设备 (25)

3.3 PEG和PVP共同修饰的SPIONs的制备与表征 (26)

3.3.1 样品的制备与处理 (26)

3.3.2 XRD和TEM分析 (26)

3.3.3 水合动力学粒径及电位分析 (27)

3.3.4 红外分析 (28)

3.3.5 XPS分析 (29)

3.3.6 磁性能及热重分析 (30)

3.4 本章小结 (31)

第四章PEG和PVP共同修饰的SPIONs接枝聚乳酸的研究 (32)

4.1 前言 (32)

4.2 实验原料和设备 (32)

4.2.1 实验原料 (32)

4.2.2 实验仪器与设备 (33)

4.3 PEG和PVP共同修饰的SPIONs的制备与表征 (34)

4.3.1 样品的制备与处理 (34)

4.3.2 XRD和TEM分析 (34)

4.3.3 水合动力学粒径及电位分析 (35)

4.3.4 红外分析 (36)

4.3.5 XPS分析 (38)

4.3.6 磁性能及热重分析 (39)

4.4 本章小结 (40)

第五章不同有机物修饰的SPIONs标记脂肪干细胞研究 (41)

5.1 前言 (41)

5.2 实验原料和设备 (42)

5.2.1 实验原料 (42)

5.2.2 实验仪器与设备 (42)

5.3 PEG/PVP及PEG/PEI共同修饰的SPIONs的制备与表征 (43)

5.3.1 样品的制备与处理 (43)

5.3.2 XRD和TEM分析 (44)

5.3.3 水合动力学粒径及电位分析 (45)

5.3.4 红外分析 (46)

5.3.5 XPS分析 (47)

5.3.6 磁性能及热重分析 (48)

5.4 PEG/PVP-SPIONs和PEG/PEI-SPIONs标记ADSCs研究 (49)

5.4.1 普鲁士蓝分析 (49)

5.4.2 体外MTT测试 (50)

5.4.3 台盼蓝分析 (51)

5.4.4 MRI分析 (52)

5.4.5 细胞内铁含量分析 (53)

5.5 本章小结 (55)

第六章其它高分子有机物修饰的SPIONs研究 (56)

6.2 实验原料和设备 (56)

6.2.1 实验原料 (56)

6.2.2 实验仪器与设备 (57)

6.3 PEG-SPIONs，PEG/PVP-SPIONs及PEG/PEI-SPIONs的制备 (58)

6.4 PEG-SPIONs，PEG/PVP-SPIONs, PEG/PEI-SPIONs饰Tf和Iohexol (58)

6.5 样品的表征 (59)

6.6 本章小结 (59)

第七章结论 (60)

参考文献 (62)

致谢 (70)

个人简历、申请学位期间的研究成果及发表的学术论文 (71)

第一章绪论

1.1 纳米材料简介

纳米材料如何制备是纳米科技的基础，大多数纳米材料在自然界中是很少存在的，所以，研究纳米材料制备技术是纳米科技中非常重要的内容。由于纳米材料的特性和结构涉及到一些科学技术发展的新领域，所以研究过程中不断有一些新现象和效应被发现，比如低维纳米材料可用于纳米光电子学，太阳能电池等，也可以用于功能涂层、催化、造影剂、能量储存、生物探针、药物传递和生物医学领域等。纳米材料发展至今，设计到化学、生物、物理、信息学以及材料学等众多学科，已经成为覆盖多个交叉学科的广泛研究领域[1]。

1.1.1纳米材料的定义及分类

纳米这个概念是1959年末，由诺贝尔奖获得者查理费曼在他的一次演讲中提出来的，他提到人类能够运用宏观的机器制造出比自身体积小的机器，并且这个体积较小的机器可以继续制作更小的机器，从而一步步达到分子尺寸。自从1990年在美国的巴尔的摩召开了第一届纳米科技会议，就把0.1-100 nm的技术定义为纳米技术标准。到了2011年，欧盟对纳米材料的定义做出了明确规定，即纳米材料指的是纳米量级尺寸在（1-100 nm）的超微粒子所构成的物质，并且其三维尺寸至少有一维是要小于100 nm[2]。

纳米材料按化学组分可分为纳米金属、纳米高分子、纳米陶瓷、纳米复合材料等；按材料物性可分为磁性、超顺磁性、半导体、超导体、热电材料等；按空间尺寸可分为[3]：

1.零维，指的是在空间三维的尺寸均在纳米尺度材料，如零维原子簇、

纳米粒子、超微粉等。

2.一维，是指空间有两维方向上是位于纳米尺度，另一维为宏观尺寸，

比如纳米棒、纳米线、纳米管等。

3.二维，是指有一维方向上是处于纳米尺度，另外两维是宏观尺寸，如

金刚石薄膜，超晶格材料等。

4.三维，是指空间三个坐标延续的块体，由最小纳米结构单元的材料构

成，如纳米陶瓷等。

纳米复合材料是由两种或者两种以上化学和物理性质不同的物质组合成的