磁颗粒的表面改性方法

2021-02-26 11:17:47 浏览:922

定义

改变磁性纳米颗粒表面修饰层的方法,常将油相制备的磁颗粒转为水相的方法。

水溶性磁性纳米粒子在生物介质中的高胶体和物理稳定性是其广泛应用于生物医学领域的关键。然而,为了制备高质量的磁性纳米颗粒,大多数磁性纳米颗粒通常是在有机溶剂中通过热分解方法制备的。这些疏水的长链封住的纳米颗粒不溶于水,而通过其他方法合成的水溶性磁性纳米颗粒通常表现出较低的胶体稳定性。因此,将疏水性纳米颗粒与亲水性和生物相容性材料进行额外的表面修饰,将其转化为水溶性纳米颗粒,可以提高水溶性纳米颗粒的胶体稳定性。此外,使用前功能涂层进行表面修饰可以促进纳米颗粒的进一步功能化,生物分子可以添加多种功能,如增加细胞靶向选择性、治疗传递和染料标记。简而言之,磁性纳米颗粒最常用的表面修饰方法是配体加成或配体交换。

在配体加成策略中,通过两亲分子的疏水部分与纳米颗粒表面已有的疏水长链之间的疏水相互作用,将纳米颗粒加入两亲分子(表面活性剂或聚合物)后转化为水溶性,如图1所示。两亲性分子的表面暴露的亲水性部分提供了磁性纳米颗粒在水溶液中的溶解度、水分散性和生物相容性。

配体交换方法是将纳米颗粒表面的疏水配体替换为亲水的双功能配体,如图1所示。由于一个官能团对金属/金属氧化物表面有很强的亲和力,而另一个官能团在水溶液中具有溶解性和稳定性,所以双官能团结合在纳米颗粒表面。一般情况下,水溶性配体完全取代疏水表面活性剂比配体加成法更难实现,往往导致胶体分散体长期稳定性的丧失。

图 1 磁颗粒表面改性的两种策略

典型的两亲性分子有:

  • 聚(马来酸酐- alt - 1-十八烯)
  • 功能化聚(异丁烯-alt-马来酸酐)
  • 聚天冬酰胺

典型的亲水双官能团分子有:

  • 儿茶酚及其衍生物
  • 聚丙烯酸、聚亚胺、胺功能化六臂聚乙二醇
  • 有机硅烷、柠檬酸、有机磷和膦酸盐和谷胱甘肽

参考文献

[1] Das P, Colombo M, Prosperi D. Recent advances in magnetic fluid hyperthermia for cancer therapy[J]. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 2019, 174: 42-55.

参阅:磁性纳米颗粒、表面改性、超声成像

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