磁性氧化铁纳米线的制备与表征解析
- 格式:doc
- 大小:414.50 KB
- 文档页数:16
纳米氧化铁对比剂药物在肿瘤成像和治疗方面的应用摘要随着纳米材料的广泛应用,其生物安全性日益受到重视。
其中,纳米氧化铁是应用较为广泛的医用纳米材料之一。
研究显示,纳米氧化铁粒子会在细胞、亚细胞和分子生物学水平(如基因和蛋白水平)造成遗传损伤,本文简要介绍纳米氧化铁的分类及制备方法,纳米氧化铁(NIO)是一种独特的材料,具有良好的生物相容性和生物安全性。
NIO在肿瘤成像中的应用前景备受关注,因为它可以用作对比剂药物,从而提高肿瘤成像的精度和准确性。
本文综述了NIO在肿瘤成像中的应用前景,包括NIO的制备方法、表征方法以及其在体外和体内的应用情况。
此外,我们还探讨了NIO作为对比剂药物在肿瘤成像中的应用,包括其在MRI、CT和PET等成像技术中的应用。
关键词:纳米氧化铁,肿瘤成像,对比剂药物,MRI,CT,PET一、引言肿瘤是一种严重的疾病,世界各地的医学研究人员一直在探索各种不同的方法来检测和治疗它。
肿瘤成像是一种非侵入性的方法,可以检测肿瘤的位置、大小和形态,同时还可以监测肿瘤治疗的效果。
肿瘤成像技术包括MRI、CT和PET 等多种技术,其中MRI成像在肿瘤检测和治疗中起着至关重要的作用。
MRI成像是一种非侵入性的成像技术,可以产生高对比度和高空间分辨率的图像。
MRI对肿瘤的检测和诊断非常有帮助,但由于肿瘤和周围组织之间的差异很小,因此需要使用对比剂药物来提高肿瘤成像的精度和准确性。
纳米氧化铁是一种独特的材料,由于其生物相容性和生物安全性,已被广泛研究用于生物医学领域。
纳米氧化铁可以作为对比剂药物,用于提高肿瘤成像的精度和准确性。
本文将探讨NIO在肿瘤成像中的应用前景,包括NIO的制备方法、表征方法以及其在体外和体内的应用情况。
此外,我们还将讨论NIO作为对比剂药物在肿瘤成像中的应用,包括其在MRI、CT和PET等成像技术中的应用。
二、纳米氧化铁的制备和表征2.1制备方法纳米氧化铁的制备方法包括物理方法、化学方法和生物方法等。
Fe3O4纳米粒子的表征实验分析Fe3O4纳米粒子的表征实验分析1、Fe3O4纳米粒子的表征Fe3O4纳米粒子粒度分析用激光散射仪(英国Malvern公司)测定Fe3O4纳米粒子粒径。
从图3可见,本实验所制备的Fe3O4磁性粒子粒径主要分布在12~22 nm之间。
说明磁性纳米粒子已经达到纳米级,且粒径分布较为集中,因此,可用于后续实验。
1.2 Fe3O4纳米粒子的氨基功能化表征用红外光谱表征Fe3O4粒子表面氨基化修饰前后的变化。
由图4可见,在Fe3O4粒子表面功能化修饰了氨基基团,Fe3O4粒子与氨基化Fe3O4粒子都具有Fe3O4粒子特征峰(58235 cm-1);氨基化Fe3O4粒子具有SiO的伸缩振动特征峰(1409.675 cm-1)和氨基弯曲振动特征峰(1638.335 cm-1)。
1.3 酶复合磁性粒子的磁力测定用振动样品磁强计(PAR115型)对移去磁铁而洗脱获得的酶复合磁性粒子进行磁力测量。
复合粒子矫顽力较低,同时未见明显的剩磁和磁滞现象,其比饱和磁化强度σ仅为42.1 emu/g(图5)。
由此可见,Fe3O4 /GOD复合粒子具有较强超顺磁性即在外磁场存在下有磁性,外撤除磁场则磁性消失,故可用于磁性分离。
2、酶电极的ECL行为Fe3O4/GOD(a)和Fe3O4(b)粒子分别修饰的SPCE,在10 mL含0.1 mmol/L鲁米诺和1.0 mmol/L葡萄糖+0.1 mol/L硼酸钠缓冲溶液(pH= 8.0)中进行CV实验所得到ECL图(见图6)。
实验条件:电位扫速为50 mV/s,扫描范围为0.2~1.4 V,采样速率10 T/S,放大倍数3。
由图6可见,修饰在电极表面的Fe3O4粒子表面成功地共价固定了GOD,从而催化氧化葡萄糖生成鲁米诺ECL所需的H2O2。
3、缓冲液种类、pH值和温度的影响研究了3种缓冲液: 0.1 mol/L硼酸钠、0.1 mol/L HAc?NaAc和PBS(pH=8.0)作为支持电解质的影响。
磁性功能材料的制备和性能表征研究一、引言磁性功能材料具有广泛的应用前景,如磁存储、磁医学、传感器、磁性流体等领域。
因此,制备高性能的磁性功能材料对于推动相关领域的应用发展具有重要意义。
制备过程和性能表征是研究磁性功能材料的两个重要方面,本文将从这两个方面对磁性功能材料进行分析和探讨。
二、磁性功能材料的制备方法1. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种制备铁氧体、镍氧化物等无机非金属材料的常用方法。
其制备过程分为溶胶制备、凝胶制备和热处理三个步骤。
在溶胶制备阶段,将金属盐溶解在水中得到溶液,并通过酸碱等方法调整pH值,使得金属离子发生水解沉淀形成溶胶。
在凝胶制备阶段,通过调节溶胶浓度、温度等实现凝胶形成。
最后,通过热处理制得凝胶硬化后的氧化物粉末,再通过烧结和致密化等方法制备出对应的无机非金属材料制品。
2. 化学沉淀法化学沉淀法是一种制备金属氧化物、炭化物、硫化物等材料的常用方法。
其制备过程分为反应物配制、反应、分离和洗涤等步骤。
在反应物配制阶段,将两种物质的水溶液混合,加入过量的还原剂,使得反应物的浓度互不影响。
在反应生成沉淀以后,通过滤液、洗涤、干燥等处理得到纯净的金属氧化物等材料。
3. 碳热还原法碳热还原法是一种制备金属、合金、陶瓷等非金属材料的常用方法。
其制备过程分为粉末制备、混合、压制和烧结等步骤。
在粉末制备阶段,将高纯度金属化合物的混合物通过高温煅烧,得到胶态金属。
在混合阶段,将胶态金属和相应的碳材料混合均匀。
在压制阶段,对混合物进行均压使其形成制品,然后通过高温烧结得到最终制品。
三、磁性功能材料的性能表征方法1. 磁滞回线磁滞回线是磁性功能材料中表征磁化行为的最基本的物理参数。
其通过施加不同磁场强度后,测量磁场强度和材料磁感应强度的变化曲线绘制而来。
通过分析磁滞回线的大小、形状和斜率等参数,可以了解磁性功能材料的饱和磁化强度、矫顽力、剩余磁感应强度等参数,并且对这些性能参数进行评估。
2. 铁磁共振谱谱线铁磁共振谱谱线是针对磁性功能材料中的电子自旋共振研究的技术方法。
纳米氧化物材料的制备与表征方法详解纳米材料是具有纳米尺寸的固体材料,其在物理、化学和生物学等领域中具有广泛的应用潜力。
纳米氧化物材料是一类由氧化物组成的纳米颗粒,如二氧化钛、氧化锌等。
为了充分发挥纳米氧化物材料的特殊性质和应用价值,制备和表征方法的选择至关重要。
纳米氧化物材料的制备方法:1. 溶胶-凝胶法:这种方法通常适用于制备二氧化硅、二氧化钛等纳米氧化物材料。
首先,以适量的金属盐或金属碱液为前驱体,通过调整溶胶的特性,如溶剂选择、酸碱度和温度等,形成胶状物。
然后,将胶体物质经过凝胶、干燥和煅烧等步骤,最终制备出纳米氧化物材料。
2. 气相沉积法:这种方法主要应用于制备金属氧化物纤维、薄膜和纳米粉末等材料。
通过将金属有机化合物或金属烷基化合物等气体源蒸发在高温下,使其与氧气反应生成氧化物。
通常使用的气相沉积方法有化学气相沉积(CVD)和物理气相沉积(PVD)等。
3. 水热合成法:这种方法适用于制备一些具有高比表面积和独特结构的纳米氧化物材料。
通过将适量的金属盐与水热反应,在高温高压下形成胶状或晶状固体。
水热反应的时间、温度和初始浓度等因素对制备的纳米氧化物材料的结构和性质具有重要影响。
纳米氧化物材料的表征方法:1. 扫描电子显微镜(SEM):SEM是一种常用于观察纳米材料形貌和表面形态的表征技术。
它利用高能电子束与样品表面的相互作用,产生二次电子、反射电子和散射电子等信号,通过探测器捕捉并形成图像。
2. 透射电子显微镜(TEM):TEM是一种用于观察纳米材料内部结构和晶体缺陷的高分辨率表征技术。
它通过透射电子束与样品相互作用,通过透射电子和衍射电子的信息,可以得到纳米材料的晶格结构和晶体学参数等。
3. X射线衍射(XRD):XRD是一种用于分析纳米材料晶体结构和晶体学信息的常用方法。
通过样品对X射线的衍射效应进行分析,可以确定纳米材料的晶体结构、晶格常数和结晶度等参数。
4. 红外光谱(IR):这种表征方法可以用于分析纳米材料的化学成分和化学键信息。
摘要:利用阳极氧化铝(AAO)模板,运用电化学沉积法,并通过后期的氧化处理,获得了CoFe2O4纳米线。
X射线衍射显示,纳米线为无晶粒取向的尖晶石结构。
从电子显微镜照片可以看出,沉积得到的CoFe2纳米线很疏松,空气氛下的热处理使之转化为致密的CoFe2O4纳米线。
扩孔时间40分钟所得纳米线阵列的矫顽力最大,为1.9 kOe(测量磁场平行于纳米线)。
关键词: AAO模板;CoFe2O4纳米线;矫顽力Abstract:By electrodeposition method and further oxidization, CoFe2O4nanowire arrays within anodic aluminum oxide (AAO) templates were obtained. The XRD result proved that the phase structure of the nanowires is cubic spinel-type, and they exhibit no preferred crystallite orientation. The TEM images showed that, the CoFe2nanowires electrodeposited within the templates are loose, while they transformed into compact CoFe2O4nanowires by thermal annealing in open air. When the pore widening time is 40 min, the coercivity of the nanowire arrays reaches the maximum, 1.9 kOe, with the applied field parallel to the nanowires.Keywords: AAO template; CoFe2O4 nanowire; coercivity目录1 引言 (4)2 实验 (4)3 结果讨论 (4)结论 (9)参考文献 (10)致谢 (11)1 引言近来,由于纳米材料的奇特的物理性能和他们在纳米器件方面的大量的潜在应用,受到了广泛关注[1,2]。
纳米氧化铁的制备及其应用纳米氧化铁,又称氧化铁纳米粒子,是一种尺寸小于100nm的铁氧化物纳米粒子。
纳米氧化铁具有吸附性能好、磁性好、比表面积大、活性强和价格低等特点,可以大量应用于有机污染物的吸附治理、电化学储能、光催化、电催化、荧光探针以及材料改性等领域。
本文将综述纳米氧化铁的制备方法和应用。
纳米氧化铁的制备主要分为固相法和液相法,固相法包括直接还原法、静电纺丝法、静电喷雾法、超声研磨法、湿化学氧化还原法、气溶胶冷凝法、喷雾干燥法、物理化学沉淀法等;液相法包括电火花法、高能球磨法、等离子体气相沉淀法、化学气相沉积法以及放电沉积法等。
其中,放电沉积法是一种比较常用的纳米氧化铁制备方法,它利用多极偶变放电技术,在负压或真空环境下,把气相物质电离,产生出微粒,再由气流带入反应容器,这些微粒会在反应容器中被吸附,形成纳米氧化铁。
纳米氧化铁的应用可以归纳为有机污染物的吸附治理、电化学储能、光催化、电催化、荧光探针以及材料改性等几大方面。
首先,纳米氧化铁具有良好的吸附性能,因此可用来吸附有机污染物,实现有机污染物的治理和除除护自然环境。
其次,纳米氧化铁具有较高的比表面积,使其具有较强的电化学储能性能,能够有效提高电池的容量,为现代电力和能源系统提供潜在电源。
此外,纳米氧化铁还可用于光催化、荧光探针、电催化和材料改性等多个领域,为社会发展提供重要的技术支持。
综上所述,纳米氧化铁具有吸附性能好、磁性好、比表面积大、活性强和低成本等优点,且制备方法多样,其应用领域也十分广泛,因此受到广泛关注,成为研究的朝阳产业。
未来,研究者将更加深入地研究这种新型纳米材料,以不断完善和改进其制备工艺和应用方法,以期实现净化环境,提高能源利用率,改善人类生活和社会发展。
以上所述就是关于纳米氧化铁的制备及其应用的3000字文章。
纳米氧化铁的应用已经从单个技术到脱颖而出的新型技术,以及其在环境污染治理及绿色能源等领域中的作用。
未来,吸收和消化外部技术,不断完善和改进其制备工艺和应用方法,为社会发展做出重要贡献。
纳米氧化铁的制备及其应用
铁是人类文明不可缺少的部分,随着科技的发展和科学技术的进步,人们开始探索纳米尺度的铁,以及其制备和应用,这种铁被称为纳米氧化铁。
纳米氧化铁是一种由纳米级氧化铁微粒组成的复合材料,具有优异的机械性能、热韧性以及电磁屏蔽能力,对其应用和利用具有广泛的前景。
纳米氧化铁的制备方法主要有固相反应法、溶剂热法、化学气相沉积法、水热法、电沉积法、离子交换法、生物体法等。
在实际应用过程中,应根据不同材料和特定应用需求,选择相应的制备方法。
实际应用中,纳米氧化铁可以用于磁性材料、电子材料、气敏传感器、纳米加工装备、超磁致伸缩材料、生物医学应用等方面。
它在磁性材料方面的应用主要是制备出具有高磁性纳米悬浮液,用于制备高性能磁性部件;在电子材料方面的应用主要是制备具有优异电磁隔离性能的微波器件、器件包装以及作为阻抗和线电容的极佳绝缘体;在纳米加工装备方面的应用主要是制备磁控溅射装置;在超磁致伸缩材料方面的应用主要是制备超磁致伸缩液体金属;在生物医学方面的应用主要是用于纳米粒子的细胞检测和生物试剂的载体。
因此,纳米氧化铁的应用前景非常广泛,可以说是一种多功能纳米复合材料。
然而,由于纳米氧化铁的生产过程比较复杂,生产成本较高,因此增加了它的使用成本。
此外,纳米氧化铁的生产过程通常涉及有毒成分,因此在生产过程中需要采取相应的安全措施,以确保
生产安全。
在总结上述内容后,可以得出结论:纳米氧化铁是一种具有优异机械性能、热韧性以及电磁屏蔽能力的复合材料,具有广泛的应用前景,可以用于磁性材料、电子材料、气敏传感器、纳米加工装备、超磁致伸缩材料、生物医学应用等方面,但其生产成本较高,因此需要采取适当的安全措施,以确保生产过程的安全和稳定性。
合成和表征磁性纳米颗粒磁性纳米颗粒是研究领域中广受关注的一种材料。
它们的独特特性和性质使得它们在许多不同领域具有广泛的应用。
为了更好地理解这种材料,并且能够在实践中发挥它的优点,研究人员一直在进行合成和表征磁性纳米颗粒的工作。
磁性纳米颗粒是指颗粒的尺寸在纳米级别,并且具有磁性特性。
这些颗粒通常由铁、镍、钴等金属制成,其尺寸通常在5到100纳米之间。
在这个尺度上,磁性纳米颗粒的磁性能够显著地改变其特性,因为磁性纳米颗粒的磁矩和体积之间的比例与大尺寸的材料不同。
合成磁性纳米颗粒的方法有很多种,常见的方法包括溶剂热法、共沉淀法、氧化还原法等。
在这些方法中,可以通过控制反应条件来控制纳米颗粒的大小和形状。
例如,可以通过调节反应温度、反应时间、反应物浓度等参数来控制纳米颗粒的大小,而控制反应溶液的酸碱度则可以影响纳米颗粒的形状和晶体结构。
在合成磁性纳米颗粒的同时,其表征也是非常重要的一步。
磁性纳米颗粒的表征主要包括外观、尺寸、形状、磁性、晶体结构等多个方面。
其中,最常见的表征方法包括电子显微镜、磁性测试、X射线衍射等。
电子显微镜是一种常用的表征磁性纳米颗粒的方法。
透射电子显微镜(TEM)可以用于观察纳米颗粒的形状和尺寸,同时也可以通过原子排列的变化来确定晶体结构。
而扫描电子显微镜(SEM)则可以用于观察样品的表面形貌和形状。
磁性测试是评估磁性纳米颗粒物性的另一种主要方法。
在磁性测试中,可以通过测量样品的磁滞回线、饱和磁矩等参数来确定磁性。
这些参数可以用于评估磁性纳米颗粒的磁性大小、磁畴结构等信息。
除了以上的方法之外,X射线衍射和荧光光谱分析等方法也可以用于表征磁性纳米颗粒。
其中,X射线衍射可以用于确定晶体结构、晶体缺陷等信息,而荧光光谱分析则可以用于确定样品表面的化学组成。
总体来说,磁性纳米颗粒是一种非常重要的材料,它以其特有的性质,成为了许多领域的研究热点。
为了更好地发挥这种材料的优点,合成和表征磁性纳米颗粒的工作必须得到充分重视。
纳米铁氧体磁性材料的制备与应用磁性材料具有坚硬、韧性和耐腐蚀等特点,因此在机械、电子、医疗和生物科学等领域应用广泛。
近年来,由于纳米材料具有独特的物理和化学性质,纳米铁氧体磁性材料在磁性材料研究领域中引起了广泛的关注,并被研究者们广泛应用于制备磁性纳米粒子、磁性液体、磁性传感器和生物学医学领域等。
纳米铁氧体材料的制备方法可以分为物理方法和化学方法。
物理制备方法包括热处理法和机械制备法;化学制备方法包括溶胶凝胶法、共沉淀法和水热法等。
热处理法是通过高温热处理使粉末经历氧化还原反应,以形成纳米铁氧体的方法。
机械制备法是利用机械能加入特定的成分制备出纳米铁氧体材料。
溶胶-凝胶法通过加入降解剂使预先准备的溶胶形成透明凝胶,再高温煅烧产生纳米铁氧体材料。
共沉淀法是在水溶液中混合铁盐和氧化物,并以碳酸氢钠或氨水为过程酸化剂产氢氧化铁等,形成纳米铁氧体磁性材料。
水热法是在水溶剂中混合几个金属离子或金属盐,将混合物浸泡在水中,在短时间内在高压和高温条件下合成纳米铁氧体材料。
在纳米铁氧体磁性材料的应用与研究领域中,磁性纳米粒子是应用最广泛的研究对象。
它们被广泛应用于医学、催化、磁存储、晶体管、磁性流体等领域。
例如,草酸银修饰的磁性纳米球可以被用作高灵敏的电化学生物传感器,荷烯基醇衍生物的功能化改性可以用于生物医学应用领域。
此外,磁性纳米粒子还可以被用作生产商业磁体的原料,对于创新新型的电储能、太阳能及高速列车电动车轉子等电器设备提供了新的方案和选择。
磁性液体是一种悬浮了铁氧体磁性纳米粒子在有机液体中的磁性浆液,其核心作用是对于磁场的响应和物质分离。
磁性液体在治疗疾病、催化反应、固体废弃物处理等方面具有广泛应用。
例如,在医学领域,磁性纳米颗粒可以反应性的收集细胞,诱导细胞凋亡、影响细胞增殖等,可以用于癌症的早期检测、诊断和治疗。
磁性传感器作为纳米铁氧体应用领域的一种典型代表之一,可以作用于压力、温度、加速度、磁场等方面。
铁电体纳米材料的制备和表征随着纳米科技的不断发展,纳米材料已经成为了新材料领域的热点研究方向。
铁电体纳米材料由于其优异的物理和化学性质而备受关注。
本文将从铁电体纳米材料的制备和表征两方面展开讨论。
一、铁电体纳米材料的制备铁电体纳米材料的制备一般采用物理法、化学法和生物法等不同方法。
其中,物理法主要包括物理气相沉积、溅射、磁控溅射等技术。
化学法则主要包括合成法、溶胶-凝胶法、水热法、水热合成法等技术。
生物法主要是利用生物体内的特殊酶、蛋白质等分子构筑纳米结构。
1. 物理法物理气相沉积是一种广泛应用的物理法。
通过控制反应温度、气体压力等条件,将金属或氧化物等材料蒸发或削片,使得气体相中的这些原子和分子聚集在靶材表面,从而形成薄膜。
物理气相沉积可以制备铁电体纳米材料的超薄膜,如铁氧化物、氮化铁、锰酸铅等。
另外,溅射和磁控溅射技术也是物理法中常用的方法,这两种技术可以制备出尺寸较小的铁电体纳米材料。
2. 化学法在化学法中,溶胶-凝胶法和水热法最为常用。
溶胶-凝胶法是利用溶胶状态的物质通过加热或减压形成胶体状态,然后通过热处理,形成固体。
水热法则是利用水热反应的原理,在适当的温度和压力下,将溶液中的成分通过反应转化为纳米粒子。
这两种方法的优点是简单易行、成本低。
3. 生物法在生物法中,利用微生物等生物体制备纳米材料成为一种新型技术。
尤其是利用微生物合成纳米金属颗粒或者利用核酸、多肽等对纳米材料进行表面修饰,可以制备出高度单分散的纳米材料,具有较高的热稳定性和防腐蚀性。
二、铁电体纳米材料的表征铁电体纳米材料的表征是制备过程的重要环节。
表征需要采用多种技术手段,比如电学测试、微观测试等。
下面将着重介绍两种常用的表征技术:X射线衍射和透射电子显微镜。
1. X射线衍射X射线衍射是一种用于研究固体结构的技术。
由于不同原子的电子云对x射线有不同的散射效应,因此,如果用x射线作为入射光线,那么产生的散射光将分为很多不同的方向。
新型铁氧体材料的制备及磁性分析随着现代科学技术的不断发展,新型材料的研究与应用也成为了当前科学研究中的热点领域之一。
其中,新型铁氧体材料的制备及磁性分析成为了目前研究的重点之一。
本文将重点分析新型铁氧体材料的制备方法以及磁性分析技术,希望对相关领域的研究者提供一些参考和帮助。
一、新型铁氧体材料的制备方法1. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是目前制备新型铁氧体材料的主流方法之一。
该方法主要通过溶胶和凝胶过程中的化学反应来合成纳米颗粒,具有反应时间短、均一性好、可控性高等优点。
这种制备方法通常需要通过溶胶制备前驱体,再通过凝胶固化、煅烧处理得到均一的铁氧体材料。
2. 水热法水热法是一种简单易行的制备新型铁氧体材料的方法。
该方法通常将前驱体、还原剂和溶剂加入到反应釜中,通过高温高压的反应条件得到纳米级的铁氧体材料。
水热法的优点在于反应条件温和,控制容易,可以制备出纳米级铁氧体材料。
3. 其他方法除了溶胶-凝胶法和水热法以外,还有诸如共沉淀法、水热熔融法、氧化还原法等多种制备方法可供选择。
每种制备方法均有其独特的优点和缺点,具体方法的选择应考虑到所需制备的材料性能、设备能力和制备成本等因素。
二、新型铁氧体材料的磁性分析技术新型铁氧体材料的磁性分析对于了解材料的磁学性能至关重要。
以下将介绍几种常用的磁性分析技术。
1. 磁滞回线法磁滞回线法是磁性材料磁性分析的一种重要方法。
该方法通过在外磁场下不断改变样品磁化状态,得到磁化强度与外磁场的关系曲线。
该曲线称为磁滞回线。
磁滞回线的形状直接反映了铁氧体材料的饱和磁化强度、剩磁、矫顽力等重要参数。
2. 费米自旋共振法费米自旋共振法是另一种常用的磁性分析技术。
该方法主要通过使用微波磁场使铁氧体材料中的自旋共振,从而对其进行磁学性质的分析。
该方法的优点在于测量精度高,对于优化材料性能和研究磁学机制具有重要的作用。
3. 超导量子干涉仪法超导量子干涉仪法是一种高灵敏度、无破坏性的磁性分析方法。
《SSTR靶向超顺磁性氧化铁的制备及其显像的实验研究》一、引言随着医学技术的不断发展,靶向药物和显像技术已经成为诊断和治疗疾病的重要手段。
其中,SSTR(Somatostatin Receptor,生长抑素受体)靶向技术以其高度特异性而受到广泛关注。
本实验以SSTR为靶点,通过制备超顺磁性氧化铁纳米颗粒(Superparamagnetic Iron Oxide Nanoparticles, SPIONs),并对其进行表面修饰,以期实现其在医学显像和诊断中的应用。
二、材料与方法1. 材料本实验所需材料包括:氧化铁前驱体、SSTR配体、表面活性剂、生物相容性聚合物等。
2. 制备方法(1)采用共沉淀法或热分解法合成超顺磁性氧化铁纳米颗粒;(2)对SPIONs进行表面修饰,使其具有生物相容性和SSTR靶向性;(3)通过体外实验验证其生物相容性和SSTR靶向性。
三、实验过程1. SPIONs的制备本实验采用共沉淀法合成SPIONs。
首先,将氧化铁前驱体溶解在适当的溶剂中,加入表面活性剂以控制纳米颗粒的尺寸和形态。
然后,通过共沉淀法使氧化铁前驱体在溶液中发生化学反应,生成超顺磁性氧化铁纳米颗粒。
2. SSTR靶向修饰将SSTR配体与生物相容性聚合物混合,形成SSTR-聚合物溶液。
将制备好的SPIONs加入SSTR-聚合物溶液中,通过化学键合或物理吸附的方式使SSTR配体修饰在SPIONs表面,从而使其具有SSTR靶向性。
3. 生物相容性和SSTR靶向性验证通过体外实验验证SPIONs的生物相容性和SSTR靶向性。
将修饰好的SPIONs与细胞共培养,观察细胞生长情况、SPIONs 的细胞内吞情况等指标,以评估其生物相容性。
同时,利用SSTR受体阳性的肿瘤细胞进行显像实验,观察SPIONs的SSTR 靶向性。
四、结果与讨论1. 结果本实验成功制备了SSTR靶向超顺磁性氧化铁纳米颗粒,并通过体外实验验证了其生物相容性和SSTR靶向性。
含氧化铁磁性材料的制备及其性能研究含氧化铁磁性材料是一类普遍存在的材料,广泛应用于医学、生物、环境和能源等领域。
本文将讨论含氧化铁磁性材料的制备、性质及应用。
一、含氧化铁磁性材料的制备含氧化铁磁性材料的制备方法多种多样,常见方法包括溶胶-凝胶法、水热法、共沉淀法及氢热还原法等。
不同的制备方法对材料的结构和性质具有一定的影响。
以溶胶-凝胶法为例,它是一种化学溶胶法。
先将金属离子或其化合物溶于适当的溶剂中,形成可处理的溶液。
随后通过适当的方法将溶液中的金属离子或其化合物转化为凝胶,并进行干燥、焙烧等后处理步骤,最终制得含氧化铁磁性材料。
另外,水热法是近年来制备含氧化铁磁性材料的一种新方法。
该方法主要是通过将金属离子或其化合物置于高温高压水环境中,使其快速进行水热反应,并制得相应的氧化铁磁性材料。
二、含氧化铁磁性材料的性质氧化铁磁性材料因其独特的磁性、光学性以及化学稳定性等方面优异的性能,已经成为一类具有广泛应用前景的材料。
而含氧化铁的磁性也是含氧化铁磁性材料广泛应用的主要原因之一。
含氧化铁磁性材料的磁性是其最重要的性质之一,该材料通常具有超顺磁性、铁磁性和反铁磁性等性质。
这种磁性可用来制备数据存储、生物医学和磁性催化等领域的实用材料。
另外,含氧化铁磁性材料还具有很高的比表面积和良好的催化性能,尤其是二氧化钛的表面修饰催化剂中添加氧化铁,可以大大提高催化剂的催化活性和稳定性,提高反应产物的选择性。
三、含氧化铁磁性材料的应用含氧化铁磁性材料已经广泛应用于医学、生物、环境和能源等领域。
在生物领域,磁性纳米颗粒作为生物标记物已经被广泛研究和应用。
在医学领域,磁性材料能被用于制备磁性疗法、磁共振成像和磁性靶向药物递送等多种医学工具。
在环境领域,磁性材料可以作为一种新型吸附材料,用于去除水中的重金属离子。
同时,含氧化铁磁性材料作为光速催化剂,被广泛应用在环境污染物的处理中。
在能源领域,氧化铁磁性材料也可以作为一种新型的光电功能材料,用于太阳能电池。
V01.3NO.3 Mat.2008中国科技论文在线SCIENCEPAPERONLINE第3卷第3期2008年3月 磁性氧化铁纳米线的制备与表征 吴卫林,毕红,孙俊 (安徽大学化学化工学院,合肥230039) 摘要:通过洛胶一凝胶法在氧化铝模板(AAO)中制备出了磁性Fe203纳米线阵列,然后去除AAO模板得到磁性Fe203纳米线。用SEM,TEM,FTIR,EDX,VSM对磁性纳米线的形貌、徼结构和磁性能进行表征。SEM和TEM结果显示磁性纳米线的直径约为50-80nm.长度在8~10lam,长径比为120~180;FHR和EDX结果表明制备的产物是磁性Fe203纳米线,VSM结果表明磁性氧化铁纳米线阵列存在明显的磁各向异性。此外,采用Zeta电位仪对磁性Fe403纳米线表面的电性进行了研究,结果表明纳米线表面带正电荷,有利于和动物细胞相结合。 关键词:无机化学,氧化铁纳米线;溶胶一凝胶法;氧化铝模板,磁各向异性 中图分类号;061,TB383文献标识码:A文章编号:1673—7180q:2008)03—0214—5 Preparationandcharacterizationofmagneticironoxidenanowires WUWeilin,BIHong,SUNJun (CollegeofChemistryandChemicalEngineering,AnhuiUniversity,Hefei230039) Abstract:Magneticironoxidenanowirearrayswerepreparedbysol-gelmethodinnanometer-sizedporesofanodicalumina(AAO)template.MagneticoxideironnanowiresareobtainedbyremovingAAOtemplate.Theas—preparednanowiresarecharacterizedbyscanningelectronmicroscopy(SEM),transmissionelectronmicroscopy(TEM),Fouriertransforminfraredspectrometer(FTIR),energydispersiveX-ray(EDX)andvibratingsamplemagnetometer(VSM).TheimagesofTEMandSEMshowthatthenanowiresare50-80nmindiametersan d8~10paninlengthwithhighaspectratioof120~180.TheresulBofVSMindicatthatthemagneticnanowirearraysshowingobviousanisotropy.TheFTIRandEDXanalysisrevealedthattheproductismagneticFe203nanowires.Furthermore,thesurfacechargeofthenanowiresisstudiedbyZetapotentiometer,anditshowsthatthesurfacechargeofthemagneticironoxidenanowiresispositive,thusthemagneticnanowirescanbeeasilyinternalizedby Keywords:inorganicchemistry;ironoxideanimalcells.nanowires;sol—gelmethod;AAOtemplate;magneticanisotropy。弓l言 一维磁性纳米线不仅具有很大的形状各向异莫晶耍是蓑墓黑嚣誓鬟#善需筹葬磊芝汤暑塞妻敏的磁响应性,近年来引起人们浓厚的研究兴趣。基金项目:国家自然科学资金(20401001,50772001);安徽省人才开发基金(20062030) 作者简介:昊卫林(1981一),男,硕士研究生通信联系人:毕红,教授,bihong@ahu.edu.6"11 万方数据 第3卷第3期 中国科技论文在线SCIENCEPAPERONLINE 215 2008年3月 其中,磁性氧化铁纳米线因其具有良好的生物相容性、低生理毒性,故在药物输运川、生物组织修复12】、医学诊断¨1、癌症的热疗H、细胞的免疫磁分离与纯化[5,61等生物医用领域有着广泛的应用前景。其中研究较早的具有代表性的是美国约翰・霍普金斯大学的G.J.Meyer和D.H.Reich教授p1领导的研究小组,他们用直径为350nm,长度为35lam的磁性Ni纳米线去分离小鼠的成纤维细胞NIH-3T3,发现在同一外加磁场下,磁性Ni纳米线分离细胞的产率比同体积的磁性7-Fe203商业微球要高,而且分离产率可以高达80%左右。 虽然制备一维磁性纳米材料尤其是金属纳米线、纳米棒等的技术已经比较成熟,但是由于尖晶石结构氧化铁具有磁性,所以制备一维磁性氧化铁 纳米材料仍具有一定的困摧71。迄今有一些关于制备 磁性氧化铁纳米线的报道,如水热合成法【7卅、溶胶一凝胶法uOl、电化学模板法[11,12]等。其中,由于模板法具有简单易行、可控性好,产率高等特点,所以使用氧化铝模板来制备磁性纳米线是目前最常用的一种方法。X.F.Xu等人uu用交流电在氧化铝模板中电沉积出pFeOOH纳米线,在空气中退火,再在H2气氛中退火,得到直径是120nm、长度为8Inn的多晶Fe304纳米线;C.Terrier等人¨副用直流电在氧化铝模板中沉积制备出多晶的Fe304纳米线和纳米颗粒的混合物,但是所得Fe30・纳米线的产率低、长径比小。 本文吸收了前人制备方法中的各自优点,加以综合和改进,采用溶胶一凝胶法和氧化铝模板法相结合,成功地制备出尺寸和形状均一、直径60~70nm、长度为8~10lam、长径比高达120-180的磁性氧化铁纳米线。该方法可控性强,制得的磁性氧化铁纳米线产量高,形状和尺寸均匀,长径比大,铁磁性强,更适宜于用在细胞免疫磁分离中。 1实验部分 1.1仪器与试剂1.1.1仪器设备 稳压直流电源(宁波中策电子有限公司);KQ-50B型超声清洗器(昆山市超声仪器有限公司),离心机(长沙湘仪离心机仪器有限公司)。1.1.2试剂 FeS04・7H20, Fe(N03)3・9H20, NaOH 和C6H807・H20均从国药集团化学试剂公司购得,NH3・H20(中外合资上海远大过氧化氢有限公司), 万 方数据胎牛血清(FBS,海克隆生物化学制品(北京)公司)、高纯铝(纯度99.999%,北京钢铁研究所总院功能材料研究所)。 1.2多孔氧化铝模板的制备 氧化铝模板的制备采用一次氧化的方法。先将高纯(99.999%)铝箔进行预处理,具体操作如下:首先浸于丙酮中24h以除去油污,然后在空气中500oC退火处理6h以消除铝片内应力,之后在混酸溶液中化学抛光至镜面。阳极氧化采用稳压直流电源(40V),工作电极为铝片,对电极为钢板,以浓度为0.4mol/L的H2C204溶液为电解液,氧化时间为8h,温度为40C。最后用磷酸溶液扩孔。1.3磁性氧化铁纳米线的制备 具体方法如下:先将8.66gFeS04・7H20和20.00 g Fe(N03)3・9H20溶于100mL蒸馏水中,在N2氛围 中加热到80oC,再将溶有5.88g C6Hs07・H20的 Nit3・H20溶液滴加到上述铁盐溶液中直至溶液的pH 值等于9(大约需NI-13・H20 60 mL),然后再升温至 180。12恒温3h即得到氧化铁溶胶。将氧化铝模板浸到氧化铁溶胶中大约3h后取出,用蒸馏水清洗其表面,接着在5000C下真空退火12h。之后将上述退火后的氧化铝模板置于浓度为4mol/L的NaOH溶液中溶解约5h以除去AAO模板,随后进行离心分离(转速r=4000r/min,每次离心15min),直至溶液的pH值为7,将离心分离所得的纳米线再超声分散在双蒸水中,待用。1.4表征 分别使用扫描电子显微镜(JSM一6700F)和透射电子显微镜(JEM一100SX)观察氧化铝模板和纳米线的形貌;使用能量色散型X射线光谱仪(EDX)和傅 立叶红外光谱仪(Frm,Nicolet Instrument Corperation NEXUS一870)来表征纳米线的化学组成 和结构;用振动样品磁强计(VSM,RikenDenshiCo. Ltd.,Japan)i贝1]量填充有氧化铁纳米线阵列的氧化铝 膜的磁性;使用Zeta电位仪(Zatesizer3000HsA, MalvernInstrument)对磁性氧化铁纳米线表面的电性 进行研究。 2结果与讨论 2.1样品表征 2.1.I扫描电镜(SEM)测试与分析 图1是用一次氧化法制备的多孔氧化铝模板的SEM照片,可以看出在本实验条件下制得的AAO模板中纳米微孔的孔径在50-80nm之间,孔间距为 第3卷第3期 216 磁性氧化铁纳米线的制备与表征 2008年3月 40-50 nlIl。从图1中还发现了若干纳米孔组成的边长约为0.52-0.54lan的织纹,它的形成可能与原料铝基材中位错晶胞或亚晶界有关。 图1自制的氧化铝模板的SEM照片 Fig.1 A SEMimageof an AAOtemplate 2.1.2透射电镜(TEM)测试与分析 图2a是大量磁性氧化铁纳米线的TEM照片,图2b是单根磁性氧化铁纳米线的TEM照片。从图 中可以看到这些纳米线的长度在8~10岬之间,直 径在50-80nm之间。 图2(a)大量纳米线;Co)单根纳米线的TEM照片 Fig.2 TheTEMimages of(a)alotofironoxidenanowires; CO)anindividualnanowire 从图2b中可以看到纳米线表面并不是很光滑,这可能是氧化铝模板内孔壁在扩孔时磷酸腐蚀留下的痕迹,导致制备的磁性氧化铁纳米线表面不是很光滑。另外,对制备的磁性氧化铁纳米线进行了X射线电子衍射(XRD)及电子微区衍射(SAED)测试,XRD中呈现的都是低矮平滑的馒头峰,SAED为弥散的晕环,这些结果显示制备的磁性氧化铁纳米线是非晶态的。 2.1.3 FTIR和EDX测试与分析 图3a是标准y-Fe203的红外光谱图,3b是退火 前氧化铁纳米线的红外光谱图,3c是退火后氧化铁纳米线的红外光谱图。从3c图中可以看到在578cm以处有峰,这与3a标准谱图中的Fe(III).O吸收峰(576cml)基本一致。在图3b中在1622 tin~、1361cm-1 处有两个吸收峰,这是在制备氧化铁溶胶过程中添 万