纳米γ-Fe2O3粒子的制备及其在交变磁场中的发热性能研究

论文摘要

纳米γ-Fe2O3具有许多独特的性能因此在药物传递、肿瘤治疗、核磁共振成像、组织修复、细胞分离等医学领域都有广泛的应用。定向集热治疗肿瘤是指将磁性热籽注入患者的肿瘤内部,在外加交变磁场的作用下,热籽产生热量,使肿瘤区域温度升高,从而杀死肿瘤细胞。纳米γ-Fe2O3粒子具有优异的磁性和发热性能,是定向集热治疗肿瘤是一种理想的热籽材料。本文采用空气直接氧化纳米Fe3O4粒子、共沉淀法、溶胶凝胶三种制备方法制备了纳米γ-Fe2O3粒子。采用空气直接氧化纳米Fe3O4粒子制备的纳米γ-Fe2O3粒子,其中由本实验室制备的纳米Fe3O4粒子直接氧化得到的纳米γ-Fe2O3粒子发热性能最好,当其在生理盐水中的浓度为20mg·ml-1时,在8分钟时所升高到的最高温度为52.3℃,达到医学上肿瘤治疗对温度的使用要求。通过X射线衍射、扫描电境、透射电境研究纳米γ-Fe2O3粒子的微观结构,粒子呈立方尖晶型结构,粒径在5-20nm范围内。其饱和磁化强度为67.37emu/g,矫顽力为0Oe,剩余磁感应强度为14.37emu/g,剩余磁感应强度与饱和磁化强度的比值为0.231。采用共沉淀法制备的纳米γ-Fe2O3粒子,通过X射线衍射、扫描电境、透射电境研究纳米γ-Fe2O3粒子的微观结构,研究结果显示共沉淀温度为5℃、10℃、20℃制备的γ-Fe2O3呈棒状结构,其长径比约为5。共沉淀温度为40℃、50℃、60℃、70℃、80℃制备的γ-Fe2O3棒状结构消失,呈现无规则的颗粒状。共沉淀温度为60℃时,烧结温度在300℃条件下制备的纳米y-Fe2O3粒子在交变磁场中的发热性能最好。浓度为50mg·ml-1纳米γ-Fe2O3粒子生理盐水悬浮液在交变磁场中4分钟就可以升高至64℃,达到医学上肿瘤治疗对温度的要求。其饱和磁化强度为45.53emu/g,矫顽力为1650e,剩余磁感应强度为4.52emu/g,剩余磁感应强度与饱和磁化强度的比值为0.213。采用溶胶凝胶法制备纳米γ-Fe2O3粒子,通过X射线衍射、扫描电境、透射电境研究纳米γ-Fe2O3粒子的微观结构,研究结果显示纳米γ-Fe2O3粒子30-50nm。Fe（NO3）3和CH2OHCH2OH反应摩尔比为1：15时,热处理温度在300℃条件下制备的纳米γ-Fe2O3磁性粒子饱和磁化强度最大,其饱和磁化强度为61.78emu·g-1,矫顽力为650e。该条件下制备的纳米γ-Fe2O3粒子生理盐水悬浮液在交变磁场中的发热性能最好,当其在生理盐水中的浓度为50mg·ml-1时,在10分钟时所升高到的最高温度可达48.5℃,达到医学上肿瘤治疗对温度的使用要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 前言
• 2O₃的制备方法'>1.1 磁性纳米γ-Fe₂O₃的制备方法
• 1.1.1 溶胶-凝胶法（Sol-Gel法）
• 1.1.2 硬脂酸熔胶-凝胶法
• 1.1.3 柠檬酸盐法
• 1.1.4 室温固相反应法
• 1.1.5 化学共沉淀法
• 2O₃纳米粒子'>1.1.6 液相反应-焙烧法制备棒状γ-Fe₂O₃纳米粒子
• 1.1.7 溶胶-喷雾干燥法/冷冻干燥法
• 1.1.8 激光烧蚀金属丝法
• 1.1.9 其他制备方法
• 2O₃的应用'>1.2 磁性纳米γ-Fe₂O₃的应用
• 1.2.1 药物缓释
• 1.2.2 肿瘤磁过热疗法
• 1.2.3 磁靶向药物的磁场定位
• 1.2.4 作为磁共振造影剂
• 1.2.5 作为免疫磁性粒子
• 1.2.6 催化剂载体
• 1.2.7 作为气敏元件
• 1.2.8 纳米微粒润滑油脂添加剂
• 2O₃磁流体'>1.3 纳米γ-Fe₂O₃磁流体
• 1.3.1 磁流体的组成
• 2O₃纳米磁流体在医学上的应用研究'>1.3.2 γ-Fe₂O₃纳米磁流体在医学上的应用研究
• 1.3.3 铁磁热籽加温治疗的基本原理
• 1.4 磁致加热装置的发展和现状
• 1.4.1 外部磁场直接加热
• 1.4.2 铁磁热籽介入
• 1.4.3 微细磁性材料介入
• 1.5 本课题提出的背景及研究内容
• 1.5.1 课题提出的背景
• 1.5.2 课题的研究内容
• 第二章 实验部分
• 2.1 实验原料及实验设备
• 2O₃粒子的制备'>2.2 纳米γ-Fe₂O₃粒子的制备
• 3O₄制备纳米γ-Fe₂O₃粒子'>2.2.1 空气氧化Fe₃O₄制备纳米γ-Fe₂O₃粒子
• 2O₃粒子'>2.2.2 共沉淀法制备纳米γ-Fe₂O₃粒子
• 2O₃粒子'>2.2.3 溶胶-凝胶法制备纳米γ-Fe₂O₃粒子
• 2.3 材料结构和性能测定
• 2.3.1 X射线衍射（XRD）
• 2.3.2 扫描电境（SEM）
• 2.3.3 透射电境（TEM）
• 2.3.4 磁性能
• 2.3.5 发热性能
• 3O₄制备纳米γ-Fe₂O₃粒子'>第三章 空气氧化Fe₃O₄制备纳米γ-Fe₂O₃粒子
• 2O₃'>3.1 空气氧化法制备纳米γ-Fe₂O₃
• 2O₃的微观形貌'>3.1.1 纳米γ-Fe₂O₃的微观形貌
• 2O₃的X射线衍射谱图'>3.1.2 纳米γ-Fe₂O₃的X射线衍射谱图
• 2O₃粒子的磁性能'>3.1.3 纳米γ-Fe₂O₃粒子的磁性能
• 2O₃粒子在交变磁场下的发热性能'>3.1.4 纳米γ-Fe₂O₃粒子在交变磁场下的发热性能
• 3O₄法制备纳米γ-Fe₂O₃粒子'>3.2 空气氧化纳米Fe₃O₄法制备纳米γ-Fe₂O₃粒子
• 2O₃粒子的微观形貌'>3.2.1 纳米γ-Fe₂O₃粒子的微观形貌
• 2O₃的X射线谱图'>3.2.2 纳米γ-Fe₂O₃的X射线谱图
• 2O₃粒子磁性能'>3.2.3 纳米γ-Fe₂O₃粒子磁性能
• 2O₃粒子发热性能'>3.2.4 纳米γ-Fe₂O₃粒子发热性能
• 3.3 小结
• 2O₃粒子'>第四章 共沉淀法制备纳米γ-Fe₂O₃粒子
• 2O₃粒子'>4.1 共沉淀法制备出的纳米γ-Fe₂O₃粒子
• 2O₃微观形貌的影响'>4.2 共沉淀温度对纳米γ-Fe₂O₃微观形貌的影响
• 2O₃粒子的X射线衍射谱图'>4.3 共沉淀温度不同时制备的纳米γ-Fe₂O₃粒子的X射线衍射谱图
• 2O₃粒子磁性能的影响'>4.4 共沉淀温度对纳米γ-Fe₂O₃粒子磁性能的影响
• 2O₃粒子在交变磁场中发热性能的影响'>4.5 共沉淀温度对纳米γ-Fe₂O₃粒子在交变磁场中发热性能的影响
• 4.6 小结
• 2O₃粒子'>第五章 溶胶-凝胶法制备纳米γ-Fe₂O₃粒子
• 2O₃粒子'>5.1 溶胶凝胶法制备纳米γ-Fe₂O₃粒子
• 2O₃粒子的微观形貌'>5.1.1 溶胶凝胶法制备纳米γ-Fe₂O₃粒子的微观形貌
• 2O₃粒子X射线衍射谱图'>5.1.2 溶胶凝胶法制备的纳米γ-Fe₂O₃粒子X射线衍射谱图
• 2O₃粒子的磁性能'>5.1.3 溶胶凝胶法制备纳米γ-Fe₂O₃粒子的磁性能
• 2O₃的XRD测试分析'>5.1.4 烧结温度不同时制备的纳米γ-Fe₂O₃的XRD测试分析
• 2O₃磁性粒子磁性能的影响'>5.1.5 热处理温度对纳米γ-Fe₂O₃磁性粒子磁性能的影响
• 2O₃磁性粒子的发热性能'>5.1.6 溶胶凝胶法制备的纳米γ-Fe₂O₃磁性粒子的发热性能
• 2O₃/油酸纳复合粒子的制备'>5.2 纳米γ-Fe₂O₃/油酸纳复合粒子的制备
• 2O₃微观形貌的影响'>5.2.1 油酸纳对纳米γ-Fe₂O₃微观形貌的影响
• 2O₃磁性能的影响'>5.2.2 油酸纳对纳米γ-Fe₂O₃磁性能的影响
• 2O₃发热性能的影响'>5.2.3 油酸纳对纳米γ-Fe₂O₃发热性能的影响
• 5.3 小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文
• 作者和导师简介
• 附件