产品介绍:
AD-Fe₃O₄(金刚烷修饰四氧化三铁)是一种具有独特性能和应用前景的复合材料。
Fe₃O₄纳米晶体:Fe₃O₄是一种磁性铁氧化物,具有反尖晶石结构,由亚铁离子(Fe²⁺)和铁离子(Fe³⁺)组成。其纳米粒子具有磁性,能在外部磁场作用下迅速聚集或分散,且表面有丰富的氧化物官能团,便于进行表面修饰,以赋予其不同的亲和性和功能。
金刚烷基团:金刚烷基团为疏水性基团,将其修饰到 Fe₃O₄纳米晶体表面,可增强复合材料的生物相容性和稳定性。同时,金刚烷基团能够与某些生物分子、药物或其他分子相互作用,为进一步的功能化提供了可能。
一、化学稳定性
抗氧化与腐蚀能力
未修饰的 Fe₃O₄纳米粒子在空气中易被氧化为 Fe₂O₃(尤其是粒径较小的纳米颗粒,比表面积大,活性高),导致磁性减弱。
金刚烷(AD)作为疏水性基团通过共价键(如酰胺键)修饰到 Fe₃O₄表面后,可形成一层 “保护层”,隔绝纳米粒子与氧气、水的直接接触,明显抑制 Fe³⁺/Fe²⁺的氧化还原反应,减少 Fe₃O₄向 Fe₂O₃的转化,从而增强化学稳定性。
但在强酸性(pH<3)或强碱性(pH>11)环境中,修饰层可能因水解(如酰胺键断裂)或 Fe₃O₄本身溶解(Fe₃O₄ + 8H⁺ → Fe²⁺ + 2Fe³⁺ + 4H₂O)而受损,导致稳定性下降。
修饰键的稳定性
金刚烷与 Fe₃O₄的连接方式(如酰胺键、酯键或硅氧键)直接影响稳定性:
若通过酰胺键连接(如 Fe₃O₄表面羧基与金刚烷胺的氨基反应),在中性至弱碱性环境(pH 6-8)中稳定性较高,但在强酸性或高温(>60℃)条件下可能水解断裂。
若通过硅氧键连接(如硅烷偶联剂介导),对酸碱的耐受性更强,但在长期水相中可能因缓慢水解导致修饰层脱落。
优质修饰工艺(如高取代度、均匀包覆)可减少裸露的 Fe₃O₄表面,进一步提升键合稳定性。
二、胶体稳定性(分散性)
水相分散性
未修饰的 Fe₃O₄因表面电荷不均和范德华力易发生团聚,分散性差。
金刚烷为疏水性基团,单独修饰可能降低 Fe₃O₄在水相中的分散性(疏水相互作用导致团聚)。因此,实际应用中常结合亲水性基团(如 PEG 链)共同修饰(如 AD-PEG-Fe₃O₄),利用 PEG 的空间位阻抵消疏水团聚,同时保留金刚烷的功能。
若仅单一修饰金刚烷,需通过调节溶液离子强度(如低浓度缓冲液)或添加少量表面活性剂维持分散,但长期放置(>7 天)仍可能出现轻微团聚。
有机相稳定性
金刚烷的疏水性使其在有机溶剂(如乙醇、DMSO、氯仿)中具有良好的分散性,不易团聚,稳定性远高于未修饰的 Fe₃O₄,适合在有机合成或油相载药体系中应用。
三、生物环境中的稳定性
抗生物降解与吸附能力
在生物体液(如血液、细胞培养液)中,蛋白质、离子等成分可能吸附到纳米粒子表面,导致 “生物冠” 形成,影响其功能。
金刚烷修饰的 Fe₃O₄表面疏水性较强,可减少极性蛋白质的非特异性吸附;若结合 PEG 等亲水性链段,抗生物吸附能力进一步增强,延长在生物体内的循环时间(半衰期可从数小时延长至 1-2 天)。
但在高浓度蛋白酶(如胰蛋白酶)环境中,若修饰键为易被酶解的酯键,可能加速修饰层降解。
细胞Poison 性与稳定性关联
稳定的 AD-Fe₃O₄(修饰层完整、分散性好)因减少 Fe³⁺/Fe²⁺的释放,细胞Poison 性较低(通常浓度 < 100 μg/mL 时对细胞活性无明显影响);若修饰层脱落导致 Fe₃O₄裸露,可能因离子释放引发氧化应激,增加Poison 性。
名称:AD-Fe3O4 金刚烷修饰四氧化三铁
产品规格:mg/g
纯度:95%+
保存方式:-20℃以下,避光,防潮
保质期限:12个月
用途:科研
温馨提示:仅用于科研,不能用于人体
图:金刚烷