基于羧基修饰的磁性微球制备与研究开题报告

1. 研究目的与意义

研究背景：

磁性纳米粒子的化学性质不易改变，具有良好的磁特性以及生物相容性等特点，可以广泛用在吸附剂、涂料、催化剂以及生物传感、细胞追踪、磁共振成像、靶向药物递送和癌症治疗等方面。而羧基磁性微球作为一种新型纳米材料，是体外诊断领域中引用最为广泛的核心原材料，其是由无机磁性材料与有机聚合物相结合的粒径在几百纳米至几微米左右的球形磁性材料，一方面其表面可引入羧基基团，与抗体、抗原或其他生物分子进行偶联，通过免疫反应及高灵敏度的检测手段实现对目标物的定量分析；另一方面由于羧基磁性微球具有方便的磁场操控特性，因此当采用羧基磁性微球为载体，替代传统的多孔板或其他固相载体，再结合多种免疫检测信号标记手段(如酶联免疫、化学发光、荧光等免疫标记方法等检测方法)即可实现快速、自动化以及多通量的检测。因此，对于应用于体外分离与疾病诊断的载体或信号标记材料的羧基磁性微球而言，具备良好的球形均质结构、较高的比饱和磁化强度、表面丰富的羧基基团、良好的生物相容性、分散稳定性及较低的非特异吸附特性等特征才能保证检测的灵敏度与一致性。

2. 研究内容和预期目标

研究内容：

本课题通过简单的分散聚合法，在油酸包覆的Fe₃O₄磁流体基础上进行表面羧基修饰得到亲水性磁性聚合物颗粒（MPPs），对含有此典型官能团的MPPs进行制备与研究，即具有羧基(-COOH)的聚（苯乙烯-共聚丙烯酸）即Fe₃O₄(PSt-PAA)复合微球。通过单因素实验对生成的复合磁性微球的主要影响因素进行了研究，采用扫描电子显微镜(SEM)、振动样品磁强计(VSM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和热重分析方法(TG)等对各实验条件下制备的羧基官能化磁性聚合物微球的形态、组成、磁性能和晶体结构等进行了表征。主要工作如下：

3. 研究的方法与步骤

研究方法：

1.化学共沉淀法制备磁流体

具体步骤：按2∶1摩尔比将FeCl₃6H₂O(2.32g)和FeSO₄7H₂O(1.20g)在100 mL蒸馏水中在氮气保护下以550 rpm搅拌，溶解后使用滴液漏斗加入7 mL浓度为25%的NH₃#8226;H₂O水溶液，注意速度先快后慢，并将反应混合物在55 ℃下加热1 h后缓慢加入1.2mL油酸，继续反应30 min，待反应结束得到黑色均匀的磁铁矿纳米颗粒胶体悬浮液。冷却至室温后将颗粒用磁铁固定约2 h，使其完全沉降分离、倾倒上液。使用去离子水反复洗涤纳米颗粒四遍，再通过无水乙醇反复洗涤三遍，最后转移到无水乙醇中密封保存。

4. 参考文献

[1] Fessi N, Nsib M F, Chevalier Y, et al.Photocatalytic Degradation Enhancement in Pickering Emulsions Stabilized bySolid Particles of Bare TiO₂ [J]. Langmuir, 2019, 35(6): 2129-2136.

[2] β-Lapachone负载铁酸盐纳米粒子在凋亡靶向放大治疗中的研究[D].上海师范大学,2020.

[3] Li Q, Zhao T, Li M, et al. One-stepconstruction of Pickering emulsion via commercial TiO₂ nanoparticlesfor photocatalytic dye degradation [J]. Applied Catalysis B: Environmental,2019, 249: 1-8.

5. 计划与进度安排