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用于生物催化的纳米磁性载体的制备

杨亮  
【摘要】: 磁性纳米颗粒因其生物相容性、特殊的磁学性能使其在生物医学领域具有广阔的应用前景,如靶向药物、磁性分离、核磁共振造影成像、磁热疗、固定化酶、DNA和RNA的纯化等。基于这些应用的目的,磁性粒子必须具有良好的生物相容性,流体的稳定性、高的比饱和磁化强度、表面丰富的活性功能基团。在最近的几十年中,人们已经针对磁性纳米颗粒的制备作了很多研究。一些常用的方法,比如共沉淀法、热分解法、微乳液法、水热法等,都能制得高质量的磁性纳米颗粒。但是由于磁性纳米粒子有着很大的比表面,容易发生团聚现象,因此需要有一种方法来提高其稳定性和分散性,这些方法包括包被有机物,比如表面活性剂或聚合物,也可以包被一层无机物,比如硅或碳。值得注意的是,这些包被物质不仅增强了纳米颗粒的稳定性,也提供了丰富的活性功能基团,可以引入其它的纳米颗粒或配体。 本文首先采用化学共沉淀法制备了超顺磁性的Fe_3O_4纳米颗粒,即在惰性环境中将二价铁盐和三价铁盐溶液按一定比例混合,在碱性沉淀剂的作用下水解而成。然后以3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTS)作为表面修饰剂,成功地制备出稳定性好、单分散的磁性Fe_3O_4/氨基硅烷复合纳米微球。经IR、XRF等测试结果表明,经表面改性后,氨基作为功能性基团成功的负载到磁性Fe_3O_4纳米粒子表面,增强了微球的分散性和生物兼容性。最后,采用PDC作为纳米颗粒与生物分子的偶联剂,实现氨基与碱性蛋白酶分子的偶联。酶活力测试初步表明,负载在Fe_3O_4/氨基硅烷表面的蛋白酶分子具有一定的催化活性,这为进一步的应用提供了可能。


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