部分超顺磁性纳米材料的合成及基于MRI的生物应用

【摘要】： 磁性纳米材料由于其在纳米尺度上的独特磁学性质,已经在多个方面有了广阔的应用,如磁记录,磁性探针等,最近,磁性纳米粒子的应用已经扩展到医学,如磁共振成像系统,生物分离和磁热疗等方面。而磁共振成像技术(MRI)一直是最强大的医疗诊断工具,因为它的无创性和多层面的断层功能,加上高空间分辨率,在医学诊断方面具有很多的功用。但是如何制备出单分散具有水溶性的纳米粒子应用到生物体系,一直是许多课题组研究的方向,本课题在基于以上的前提下,利用了高温液相还原热解法,使用不同的金属前躯体,一步法制备出了具有水溶性的磁性纳米粒子。 本文初步研究利用高温液相还原法制备出了双亲性的FePt磁性纳米合金材料,通过在四甘醇作为溶剂的条件下以少量油酸为表面活性剂,高温热解乙酰丙酮铁和乙酰丙酮铂的金属前躯体,可以得到双亲性的磁性纳米金属合金,从TEM等表征证明所合成的纳米粒子平均粒径在3-10 nm左右,其单分散性好,可以在多种极性和非极性溶液中溶解。在常温下显示了较好的超顺磁性。红外光谱图证实了铁铂纳米合金表面嫁接上了亲水和疏水基团。在核磁共振成像方面显示了较好的成像效果,其驰豫率R2达到122.6mM-1s-1。同时在HeLa细胞中孵育后所做的核磁共振成像也显示了较好的作用效果。 本文还采用高温热解的方法合成油溶性的四氧化三铁磁性纳米粒子,然后用水合肼脱氨基保护的方法,制备出单分散的、氨基功能化的、水溶性的四氧化三铁等金属氧化物纳米粒子。此方法显著的特征是利用油胺和苯醚做溶剂,高温热解6-(1,3-二氧代异吲哚啉-2-基)己酸合铁的前驱体,得到表面配体是6-(1,3-二氧代异吲哚啉-2-基)己酸的油溶性的磁性纳米粒子,然后用水合肼脱去6-(1,3-二氧代异吲哚啉-2-基)己酸上的邻苯二甲酸酐,巧妙地将油溶性的纳米粒子转变为氨基功能化的水溶性的四氧化三铁纳米粒子。并且这种水溶性纳米粒子在核磁共振成像为基础的细菌检测等方面也显示了较好的作用效果。