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磁性纳米复合材料的制备越来越受到科学工作者的重视,它具备复合成分的综合性质。用聚合物修饰磁性纳米微粒不但可以发挥材料本身的磁性能,而且聚合物壳层可以提高其生物相容性,对拓展磁性材料在生物领域的应用有巨大的帮助。本论文在现有的研究基础上,通过多元醇高温还原法制备出Fe304纳米粒子,对其表面进行硅烷化处理引入引发剂分子2-(4-氯磺酰苯基)乙基三氯硅烷(CTCS),再通过原子转移自由基聚合(ATRP)方法聚合2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱(MPC),从而制得磷酸胆碱基聚合物(PMPC)/Fe3O4纳米复合材料。并利用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、红外(FTIR)、动态光散射(DLS)等分析检测手段对所制备的材料的微观形貌、结构、组成成分和尺寸分布进行了表征;用磁性能测量系统(MPMS)、磁共振分析仪(MR)对材料的磁性能进行研究;采用体外细胞毒性试验(MTT)分析了该纳米复合材料的生物相容性。具体的研究内容及结果如下: (1)以乙酰丙酮铁和三甘醇为原料,利用多元醇法制备出了粒径均一、结晶性好、饱和磁化强度较高、可控性好的纳米粒子。XRD、TEM测试结果表明,所制备的纳米粒子为纯相的Fe3O4纳米粒子,平均粒径约为12.4 nm。FTIR结果显示,其表面富含羟基(-OH),有利于对其进一步的修饰。 (2)利用硅烷偶联剂(CTCS)对Fe3O4纳米粒子的表面进行硅烷化处理,构建无机和有机之间的“分子桥”。CTCS与纳米粒子表面的羟基(-OH)通过形成化学键Fe-O-Si,而接枝固定到粒子表面。 (3)在室温条件下,以硅烷化处理的纳米粒子(CTCS-Fe3O4)为引发剂,以Cu(Ⅰ)/bpy作为催化体系,通过ATRP方法,将MPC单体聚合到Fe3O4纳米粒子表面,制备出PMPC/Fe3O4纳米复合材料。 (4)研究了引发剂的用量、溶剂的组成、聚合时间等实验条件对制备PMPC/Fe3O4纳米复合材料的影响,并对其影响机理进行了初步探讨。引发剂的用量对PMPC/Fe3O4纳米复合材料的分散性及表面有机层的均匀性等均会产生影响。实验结果表明,以每60mg Fe3O4纳米粒子选用1mLCTCS为宜;在以水为溶剂的反应介质中,乙醇的加入可以改善磁性粒子表面接枝的硅烷偶联剂的分散性,避免了纳米粒子之间的团聚。此外,醇类的选择也与引发剂种类有关;随着聚合时间的延长,转化率提高,纳米复合材料的有机层趋于均匀,其分散性和稳定性提高。 (5)对PMPC/Fe3O4纳米复合材料的生物相容性和磁性能进行了初步的研究。体外细胞毒性试验(MTT)结果显示,表面修饰PMPC聚合物之后的纳米复合材料具有良好的生物相容性。MPMS和MR结果表明,纳米复合材料的饱和磁化强度为16.5 emu/g;弛豫率r2和r1的比值(r2/r1)高达24,适合做T2对比剂。