单分散磁性纳米粒子及其制备方法(化学共沉淀法/热分解法/微乳液法/微乳液法)
瑞禧生物2025-02-12   作者:ZJ   来源:
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单分散磁性纳米粒子在磁场下响应灵敏、一致。依组成成分(如Fe₃O₄、γ -Fe₂O₃等常见铁氧体)不同,展现超顺磁、亚铁磁等特性。超顺磁态下,无外磁场时不显磁性,规避团聚,施加磁场则迅速磁化,助于磁分离、靶向递送。单分散磁性纳米粒子粒径高度均一(偏差常<5%)赋予稳定物化属性,比表面积大促表面活性提升,利于修饰功能基团(羧基、氨基等)实现材料功能化;表面原子占比高、配位不饱和,化学活性强,能与多类物质反应构建复合材料(与聚合物形成磁性纳米复合材料用于防污涂料、与生物分子结合打造诊疗一体试剂),在复杂体系兼容性、适配性出色。

单分散磁性纳米粒子 

化学共沉淀法

原理基于金属盐溶液(如Fe²⁺、Fe³⁺盐)在碱性沉淀剂(NaOH、NH₃·H₂O)作用下,发生共沉淀反应生成磁性纳米粒子。典型流程:按化学计量比配FeCl₂、FeCl₃混合液,在氮气保护、剧烈搅拌下缓慢滴加碱液,控温(常20 -80℃)、pH(约 9 -11),持续搅拌熟化,经洗涤、干燥得产品。优势是操作简便、成本低、产量可观,可大规模制备;局限在于粒径控制精度欠佳,粒子易团聚,需借助分散剂(如聚乙二醇)、表面活性剂(如十二烷基硫酸钠)改善单分散性。

 

热分解法

利用高温下有机金属前驱体(如乙酰丙酮铁、油酸铁)分解成磁性纳米粒子。操作时,将前驱体与高沸点有机溶剂(如十八烯、油胺)混合,在惰性氛围(氩气或氮气)、准确控温(200 -400℃)条件下反应数小时,反应结束冷却、洗涤、分离。优点是粒径准确可控(通过改变前驱体浓度、反应温度与时间细致调节),单分散性优;缺点是需高温、高纯度试剂,成本高,过程复杂,有有机溶剂残留隐患,对设备要求苛刻。

单分散磁性纳米粒子 

微乳液法

构建油包水(W/O)或水包油(O/W)微乳液体系,水相含金属盐,油相为有机溶剂与表面活性剂(如吐温 -80、司盘 -80)。水相液滴为“微反应器”,在其中沉淀反应生成粒子。流程是先制稳定微乳液,滴加沉淀剂引发反应,破乳后分离、洗涤粒子。长处是能合成单分散且形状规整(球形、棒状等)粒子,环境友好;弊端是表面活性剂用量大,后续分离纯化繁琐,产率受限,乳液稳定性调控难度大。