外包葡聚糖四氧化三铁纳米粒子

摘要：通过六水三氯化铁与醋酸钠，乙二醇，二甘醇共混密闭加热的方法制备纳米级四氧化三铁粒子，再经过PH=8下常温搅拌在其表面包覆盐酸多巴胺。通过X射线衍射分析（XRD），扫描探针显微镜（SEM），分析其包覆前主要成分，表面形貌以及粒径大小。通过X射线衍射分析（XRD），扫描电子显微镜（SEM）通过红外衍射谱分析其包覆后主要成分，表面形貌，粒径大小以及表面主要成分。探讨外包覆葡聚糖的Fe3O4纳米粒子在医学上的应用及前景。关键词：Fe3O4纳米粒子葡聚糖外包覆bstract:throughtheferricchloridehexahydrateandsodiumacetate,glycol,diethyleneglycolmethodofblendingairtightheatingpreparationofnanometerlevelfouroxidationSanTieparticle,repassPH=8ontheirsurfaceundernormaltemperaturestirringcoatedhydrochloricaciddopamine.BymeansofX-raydiffractionanalysis(XRD),scanningelectronmicroscopy(SEM),analyzesitsformermainingredients,coatedsurfacemorphologyandsize.BymeansofX-raydiffractionanalysis(XRD),scanningelectronmicroscopy(SEM)throughinfrareddiffractionspectrumanalysisafterthemainingredients,coatedsurfacetopography,theparticlesizeandsurfacemainingredient.ExploretheoverburdenglucanoutsourcingFe3O4nanoparticlesinmedicalapplicationsandprospects.Keywords:Fe3O4nanoparticlesglucanoutsourcingcoated目录前言…………………………………………………………………………………………………1一超顺次纳米粒子的应用…………………………………………………………………………11超顺磁性氧化铁增强的磁共振成像在肝占位病变诊断中的价值......................11.1与CECT比较..............................................................21.2与MRI平扫比较………………………………………………………………………….21.3与MRGd-DTPA增强扫描比较………………………………………………………………22磁性氧化铁纳米材料在生物分离的应用………………………………………………………32.1磁性氧化铁纳米材料在细胞分离方面的应用………………………………………………32.2磁性氧化铁纳米材料在蛋白质和核酸分离中的应用…………………………………….43磁性氧化铁纳米材料在生物检测中的应用…………………………………………………53.1基于磁学性能的生物检测……………………………………………………………………53.2类酶催化特性在生物检测中的应用…………………………………………………………5二，四氧化三铁纳米粒子的制备方法……………………………………………………………61共沉淀法…………………………………………………………………………………………62水解法……………………………………………………………………………………………63水热法……………………………………………………………………………………………64微乳液法………………………………………………………………………………………….65溶胶凝胶法………………………………………………………………………………………76热分解法………………………………………………………………………………………….77超声化学法……………………………………………………………………………………….7三纳米四氧化三铁粒子的表面改性…………………………………………………………….71静电自组装改性法………………………………………………………………………………72沉淀反应改性法………………………………………………………………………………….73表面化学改性法…………………………………………………………………………………74溶胶凝胶法改性…………………………………………………………………………………8材料和方法………………………………………………………………………………………8仪器：……………………………………………………………………………………………….8试剂…………………………………………………………………………………………………8实验步骤……………………………………………………………………………………………8实验1……………………………………………………………………………………………….8实验2（对比实验乙二醇与二甘醇比例对调）…………………………………………………8实验3（对比实验乙二醇与二甘醇比例调整为1:1）………………………………………….8实验4（对比实验减少反应时间为10小时）………………………………………………….9实验5（对比实验增加反应时间为20小时）…………………………………………………9实验6（对比实验提高反应温度为220℃）……………………………………………………9实验7（对比实验降低反应温度为160℃）………………………………………………………9四氧化三铁粒子的包覆……………………………………………………………………………9实验结果及表征…………………………………………………………………………………10实验1……………………………………………………………………………………………10实验2…………………………………………………………………………………………….10实验3…………………………………………………………………………………………….11实验4…………………………………………………………………………………………….12实验5…………………………………………………………………………………………….12实验6……………………………………………………………………………………………..13实验7……………………………………………………………………………………………...13结论………………………………………………………………………………………………14参考文献………………………………………………………………………………………15-17前言Fe3O4纳米粒子具有超顺磁性，磁致热效应等纳米效应，可用于核磁共振成像（MRI），药物传递，生化分离细胞和组织热疗以及DNA序列检测。在医学方面显示出了其巨大的研究价值和应用潜力。但是普通的Fe3O4纳米粒子并不能直接作用于人体，因为未改性的Fe3O4纳米粒子在人体内会引起血浆蛋白的非特异性吸附，使得其被皮内网状系统清除。而且纳米粒子高的比表面积使其表面能很高，会导致磁性纳米粒子间极易聚集，减少其本体的超顺磁性。为了能够提高磁性纳米粒子的生物相容性和稳定性，需要对纳米粒子进行表面改性。一种较新颖的方法采用盐酸多巴胺这种多葡糖基团对其进行外层包覆。一，超顺次纳米粒子的应用1超顺磁性氧化铁增强的磁共振成像在肝占位病变诊断中的价值肝脏病变的检出与定性一直是影像学研究的重点与难点之一。CT、磁共振(MRI)的问世,使这一领域有了突破性的发展。但某些病变,在常规CT、MRI平扫和增强扫描中与正常肝组织之间密度/信号差较小使得诊断易漏诊及误诊或定性困难。为弥补这一不足,各种用于肝脏的特异性对比剂应运而生,超顺磁性氧化铁(SPIO)就是其中之一。超顺磁性氧化铁(SPIO)是由氧化铁核心颗粒包被多聚糖而形成的一种直径为30～100nm的颗粒物质,进入血液后,80%迅速被肝窦壁上的Kupffer细胞吞噬,并在该种细胞内成簇分布[3]。由于SPIO对外加磁场敏感,在较弱的磁场中可获得巨大的磁矩,在细胞内成簇分布的SPIO粒子局部扩增外加磁场,使磁场不均匀,水分子穿过不均匀的磁场时,加速了质子的失相位,使组织的横向驰豫时间明显缩短,信号降低。SPIO缩短横向驰豫时间的同时,也缩短驰豫活化比值R2∶R1为4[4]。因此,正常含有Kupffer细胞的肝组织,SPIO增强后,横向驰豫时间信号下降明。,Poeckler等人[4]的报道,肝实质信号较增强前下降74%。而在以细胞克隆式生长的不含Kupffer细胞的恶性肿瘤或Kupffer细胞减少或功能下降的病变则SPIO增强后信号不变或下降程度小(良性占位病变如FNH、腺瘤等平均降低20%,恶性肿瘤无明显降低[5])。因此,SPIO增强扫描增加了病灶与肝实质的信号对比,达到提高检出率,帮助定性诊断的目的。但是SPIO增强扫描并不能如螺旋CT增强扫描(CECT)与核磁共振Gd-DTPA增强扫描那样提供病灶血供及演变情况的信息,故在定性诊断方面存在不足。1.1与CECT比较CT反映的是病灶与正常肝组织之间的密度差异,增强病灶内对比剂浓度及随时间演变的信息判断其血供特征。其空间分辨力好但是组织分辨力相对较差,而多数微小占位与肝实质密度差异不大,血供变化也不明显,如较小的恶性肿瘤、非典型性结节伴微灶性肝细胞癌、部分肝硬化背景下的非典型增生结节、小的局灶性结节性增生(FNH)等,加上受扫描层厚、延迟时间以及部分容积效应等因素的影响,这些病变的发现及定位较为困难。SPIO增强后的MRI成像能提供很好的组织分辨力,能够大大提高上述情况下病灶与肝实质的信号差,从而提高对这些微小病变的检出率。Reimer等人[6]对30多例肝占位病变的研究中发现,在病灶检出率方面,SPIO增强后MRI成像可达95.14%,联合平扫达97.11%,高于CECT扫描(89.168%)。特别对于少血供肿瘤的检出,具有一定的优势。张雪等人[7]对29例肝癌病灶检查后发现,SPIO增强后的MRI成像较螺旋CT增强扫描提高66%;主要是直径1cm的病灶的检出率大大增加。Zheng等人[8]研究也发现,对于直径1cm的病灶,SPIO增强后MRI成像检出率可达9715%较CECT扫描(65.19%)明显增高。其他研究[9,10]也得出了相似的结论。总的来说,SPIO增强的MRI成像在肝占位病变的检出方面要优于CECT;在定性方面,两者各有优劣。但由于其费用高等不足,目前只能作为CECT的一种有效的补充检查手段。1.2与MRI平扫比较MRI平扫本身就具有良好的组织分辨力。某些肝占位病变如囊肿、血管瘤在T2WI上的信号与正常肝组织对比较大,MRI平扫检出率极高并可定性诊断。但是,肝内其他占位病变,特别是小肝癌、小转移瘤、局灶性结节增生等,它们与正常肝组织信号对比度较低,因而检出率低。如上所述,SPIO增强后,能够大大提高病变与肝脏组织的信号对比,因此在病变的检出及定性方面要均优于MRI平扫。[11]1.3与MRGd-DTPA增强扫描比较Gd-DTPA是一种钆的螯合物,是目前广泛应用的磁共振对比剂。Gd-DTPA进入血液后,迅速分布于肝细胞外间隙,通过其局部的顺磁作用缩短组织的纵向驰豫时间,使T1相上信号增强,其R2÷R1=1。它是一种阳性对比剂,主要反映病灶的血供及演变情况,与传统的CT对比剂有相似之处。因此对于血供变化不明显的病灶,其检出及定性较困难。国内王莉等人[12]对53例132个肝占位病变进行研究后发现,直径1cm的肝占位病变中,MRI平扫加Gd-DTPA增强扫描的检出率为98%,MRI平扫加SPIO增强扫描