二、Fe3O4的结构和性质
纯净的四氧化三铁 是黑色固体(图1.1), 因为其特殊的晶体结 构以及Fe元素作为过 渡金屈元素所具有的 特性,故而具有磁性。
在固定反应温度为80℃,Fe3+/Fe2+摩尔比为1:1,搅拌速 度为1000 r/min,沉淀pH为9~10,分析了总铁盐的浓度 对产物尺寸的影响。
表4 反应温度
溶液中铁盐溶液浓度为0.25mol/L,沉淀pH为9~10,Fe2+ 和Fe3+摩尔比为1:1的条件下,温度为80 ℃，考察了搅 拌速度对产物尺寸的影响。
表5 搅拌速度
2：溶胶凝胶法
表面覆盖了Fe3O4壳的C@Fe3O4芯壳纳米纤维
四、Fe3O4磁性纳米粒子的应用
四氧化 三铁磁 性纳米 粒子
3.1实验原理
Fe2+的外层电子排布为3d64s04p0,Fe3+的外层电子排布为3d54s04p0,在纳 米Fe3O4的内部,存在很多Fe2+和Fe3+,它们的4s和4p都是空轨道。尽管与 槲皮素形成了配位,但多余的空轨道仍可与多巴胺中的具有sp3电子对的N 电子进一步形成配位键。
5.2 制备
取15mL去离子水,加入40mg多巴胺盐酸盐配成溶液, 与10mL浓度为10mM的三羟甲基氨基甲烧溶液充分混 合后,加入20mL乙醇,将20mgFe3O4-槲皮素复合纳米粒 子加入其中,超声分散10min,搅拌20h,产物用强力磁 铁进行分离后,以去离子水冲洗多次直至洗液的pH为 7,再以无水乙醇洗漆,最后真空干燥后研磨。
Fe3O4产生化学键合。另外产物与Fe3O4 相比,590cm-1处的Fe3O4特征吸收减弱 很大,也证明了表面连接了槲皮素而
图14 Fe3O4-槲皮素复合纳米粒子的红外光谱 图
不是物质的物理混合。
图15 Fe3O4-槲皮素复合纳米粒子的SEM图
3、四氧化三铁-槲皮素-多巴胺复合纳米材料的制备
多巴胺具有多巴胺D2受体可以与多巴胺联合作用,相互作用起到抑制肿 瘤细胞。同时很强的水溶性,引入多巴胺后可显著提高药物水溶性。本 研究在前面获得的Fe3O4-槲皮素纳米复合物基础上,引入多巴胺,既可提 高药物的靶向性,也能提高药物的水溶性。
纳米四氧化三铁靶向药物的制备及其抗肿瘤活性的研究
图6 自由基在引发肿瘤中的作用
槲皮素是一种很强的抗氧剂,可有效清除体内的氧自由基,这种 抗氧化作用可以阻止细胞的退化和衰老,阻止癌症的发生。研究 表明槲皮素的抑制作用主要来自于邻苯环的结构以及共辄双键的 结构,这种结构具有消除自由基的能力。
图7 槲皮素的分子结构式
磁记 录材
料
微波 吸收 材料
生物 医药
水体污 染物吸 附脱除 及贵金 属回收
催化剂 材料和 催化剂 载体
Fe3O4 纳米粒子在生物方面的应用
Fe3O4因其具有稳定的物料性质、与生物体能较好的 相容、强度较高，且具有磁性。目前，医学领域常采用超 顺磁性的铁氧化物纳米粒子来制备 MRI的造影剂，当这种 造影剂进入活体后能够被活体组织有效的吸收，通过比较 不同组织部位的响应信号的差异，就能准确定位出活体的 病灶位置。在靶向药物载体方面，磁性靶向纳米药物载体 在负载药物的组分后通过外加磁场的作用可以直达病灶， 减少了药物对其他器官组织的副作用，同时还可以提高药 效增强治疗作用。
图8 槲皮素粉末
2.磁性纳米四氧化三铁靶向药物的制备
2.1 四氧化三铁-槲皮素复合纳米材料的合成
Fe2+的外层电子排布为3d64s04p0,Fe3+的外层电子排布 为3d54s04p0,在纳米四氧化三铁的内部,存在很多Fe2+和 Fe3+,它们的4s和4p都是空轨道。槲皮素分子中的羟基氧原 子的外层电子排布为2p6,除和苯环及氢原子相连的两个电 子,还剩一个孤对电子,因此槲皮素羟基上的氧原子活化后， 可以提供孤对电子给Fe2+和Fe3+的空轨道,形成配位键结合 。Fe2+或者Fe3+的4s和4p轨道都是空轨道,能够接受孤对电 子对,从而与两个氧原子结合。
表2 总铁盐浓度的影响
在固定反应温度为80 ℃,搅拌速度为1000 r/min,沉淀pH为9~10, 铁盐总浓度0.25mol/L研究分析了 Fe3+/Fe2+摩尔比为对产物尺寸 的影响。
表3 Fe3+/Fe2+摩尔比
搅拌速度为1000 r/min,沉淀pH为9~10,铁盐总浓度0.25mol/L， Fe3+/Fe2+摩尔比1:1研究了反应温度为对产物尺寸的影响。
2.2 测试与表征
槲皮素中,酚羟基的伸缩振动在
3403cm-1左右,1662cm-1处是羟基的伸
缩振动,是苯环的弯曲振动640cm-1左
右。在产物的红外光谱图中,3403cm-1
附近也存在一个吸收峰,是由于酚羟
基伸缩振动而产生的,虽然位置并未
产生明显的漂移但是吸收峰明显变弱
,说明纳米Fe3O4与槲皮素不是物理混 合,而可能是槲皮素的3和4位与纳米
四氧化三铁磁性纳米粒子-(1) 概要
一、磁性纳米粒子的特性
磁性纳米粒子是指粒度在１～100ｎｍ之间的具有磁 性的粒子. 既具有量子尺寸效应、表面效应、 小尺寸效 应及宏观量子隧道效应等纳米粒子的特点，同时还具有不 同于常规纳米材料的特性，例如，当磁性纳米粒子的粒径 小于其超顺磁性临界尺寸时，粒子进入超顺磁性状态，无 矫顽力和剩磁，即粒子在磁场作用下能迅速被磁化， 撤 去外磁场后无剩磁，这种开／关磁性转换行为对于磁性分 离来说是一种特殊的优点 ，也是磁性粒子的一种最简单 的应用。
反应机理：
图13 槲皮素分子与Fe3O4的化学反应
实验过程 ：
称取一定量的二水合槲皮素,溶解在100 mL甲醇中,充分溶解 后,再加入一定量的纳米Fe3O4,滴入少量氨水,使pH大于7,超声 震荡,使其充分分散后,水浴至一定的温度,机械搅 一定的时间 ,反应结束后,迅速取下圆底烧瓶,反应物倒入烧杯,用磁场分离 即可得到Fe3O4-槲皮素纳米复合物,用去离子水多次洗涤产物, 直至洗液pH为7,50 °C真空干燥。
图18 四氧化三铁-槲皮素-多巴胺 复合纳米粒子的红外光谱图
图19四氧化三铁-槲皮素-多巴胺 复合纳米粒子的SEM图
图20 四氧化三铁-槲皮素-多巴胺 复合纳米粒子的TEM图