聚乙二醇-6000/Fe3O4磁流體的制備及性質(zhì)研究

趙艷艷，盧來春，張蓉，黃華（1.重慶醫(yī)科大學藥學院，重慶市 400016；.第三軍醫(yī)大學大坪醫(yī)院，重慶市 40001；.第三軍醫(yī)大學新橋醫(yī)院，重慶市 40007）

·制劑與工藝·

聚乙二醇-6000/Fe3O4磁流體的制備及性質(zhì)研究

趙艷艷1＊，盧來春2，張蓉3，黃華1#（1.重慶醫(yī)科大學藥學院，重慶市 400016；2.第三軍醫(yī)大學大坪醫(yī)院，重慶市 400012；3.第三軍醫(yī)大學新橋醫(yī)院，重慶市 400037）

目的：制備聚乙二醇（PEG）-6000/Fe3O4磁流體并表征其性質(zhì)。方法：采用化學共沉淀法制備PEG-6000/Fe3O4磁流體，并用透射電子顯微鏡、激光粒度測定儀、振動樣品磁強計、紅外分光光度計等來表征磁流體納米粒的性質(zhì)。結(jié)果：制得的Fe3O4磁流體表面成功包裹了PEG；平均粒徑為（10±6）nm；飽和磁化強度為76.22 emu·g－1，順磁性良好；24 h的沉降率為16.8%；納米粒中鐵的含量為69.3%。結(jié)論：Fe3O4磁流體經(jīng)PEG包裹后不但其分散性能得到改善，且磁性保持良好。

Fe3O4磁流體；聚乙二醇- 6000；化學共沉淀法；制備；性質(zhì)

磁流體既具有磁性固體材料的磁性，又具有液體的流動性，其特殊的物理、化學性能使其在化工、機械、環(huán)保、醫(yī)療等領域具有廣闊的應用前景。在生物醫(yī)學方面，可用于細胞和病毒分離、靶向藥物載體、X射線及磁共振成像（MRI）造影劑、腫瘤熱療等，其中以磁流體為載體的靶向磁性微球、磁性脂質(zhì)體等為腫瘤治療帶來了新的契機和希望[1，2]。

Fe3O4是用做磁流體研究較成熟的磁性材料，無毒，容易制備[3]，化學共沉淀法是制備磁性納米Fe3O4的常用方法；但由于超順磁性納米粒的粒徑為納米級，比表面積較大，易聚集沉降，因此常用表面活性劑對磁性納米粒進行表面修飾，改善磁流體的分散性。聚乙二醇（PEG）-6000是一種穩(wěn)定的親水性表面活性劑，無毒無刺激性，其水溶液可作為助懸劑[4]。本試驗欲以PEG-6000為表面活性劑，制備水基PEG-6000/Fe3O4磁流體，并對其形貌、粒度分布、磁性、分散性能等特征進行表征，驗證Fe3O4表面是否包裹了PEG，為磁性靶向藥物的制備提供一種磁性載體材料。

1 材料

1.1 試藥

氯化亞鐵（FeCl2·4H2O，中國上海松凱實業(yè)有限公司）、三氯化鐵（FeCl3·6H2O，國藥集團化學試劑有限公司）、氫氧化鈉（重慶化學試劑廠）、PEG-6000（上海合成洗滌劑二廠）均為分析純；氮氣（重慶朝陽氣體有限公司）。

1.2 儀器

78-1型磁力加熱攪拌器（江蘇金壇市中大儀器廠）；CSF-1A超聲波發(fā)生器（上海超聲儀器廠）；TECNAI-10透射電子顯微鏡（TEM，荷蘭Philips公司）；Zetasizer-3000HSA激光粒度測定儀（英國Malvern公司）；FT-IR紅外分光光度計（美國Perkin Elmer公司）；Modle EV11-振動樣品磁強計（VSM，美國ADE公司）。

2 方法與結(jié)果

2.1 磁流體的制備工藝

室溫下，稱取一定量PEG-6000溶解于200 mL去離子水中，氮氣保護下，將氯化亞鐵與氯化鐵溶液按Fe2+∶Fe3+摩爾比1∶1加入PEG水溶液中，攪拌使混合均勻，攪拌下加入2 mol· L－1氫氧化鈉溶液調(diào)pH值至11，然后加熱至60℃，維持該溫度攪拌熟化30 min，反應完畢后置于磁鐵上加速沉淀，沉淀用去離子水充分洗滌。將洗滌完的沉淀加入一定濃度PEG-6000水溶液攪拌分散，100 mA超聲15 min分散即得到磁流體。

2.2 磁流體的性質(zhì)表征

2.2.1 TEM檢測磁流體的形貌和粒徑。膠頭滴管吸取磁流體，滴1滴于附有支撐膜的銅網(wǎng)上，銅網(wǎng)置于濾紙上，于紅外燈下干燥后，置于TEM下觀察納米粒子的形貌和粒徑，詳見圖1。

TEM結(jié)果顯示，所得磁性納米粒呈圓球形，平均粒徑為（10±6）nm，粒徑分布均勻，所制備的超微磁性納米粒在10 nm左右，可用于注射用磁性藥物系統(tǒng)的制備[5]，而且10 nm左右的磁性納米粒在熱療中的升溫效果更明顯[6]。

圖1 磁流體的電鏡圖Fig 1 TEM of particles of magnetic fluids

2.2.2 激光粒度測定儀檢測所制備磁流體的粒徑分布情況。結(jié)果見圖2。

圖2 磁流體粒徑分布圖Fig 2 Particle size distribution of magnetic fluids

激光粒度儀分析結(jié)果顯示，磁性納米粒的平均直徑為（100±67）nm。

2.2.3 磁流體磁性能檢測。磁流體凍干后，取0.042 1 g樣品，用VSM測其磁性；并用軟件origin7.5處理數(shù)據(jù)，得到磁性納米粒的磁滯曲線（M-H）曲線，見圖3（其中：縱坐標為樣品的飽和磁化強度M，單位為emu；橫坐標為外加磁場強度H，單位為Oe）。

圖3 磁流體的M-H磁滯曲線Fig 3 M-H curve of magnetic nanoparticles

圖3結(jié)果顯示，當外加磁場強度增加至20 000 Oe時，0.042 1 g樣品的飽和磁化強度為3.209 emu，即所制備磁性納米粒飽和磁化強度為76.22 emu·g－1，順磁性良好；而且磁滯曲線是一條過原點的曲線，說明當外加磁場為0時，所制備磁性納米粒幾乎沒有剩磁，具有超順磁性。

2.2.4 PEG修飾前、后磁性納米粒表面基團的改變。取PEG、PEG/Fe3O4、Fe3O4進行紅外光譜表征，結(jié)果詳見圖4。

由圖4可知，PEG-6000/Fe3O4不僅在567 nm波長處出現(xiàn)了Fe3O4的特征吸收峰，而且在1 457.9、1 350.0、1 095.99、948.84 nm波長處出現(xiàn)了PEG的特征吸收峰，說明Fe3O4表面被PEG修飾。

圖4 PEG、PEG/Fe3O4、Fe3O4的紅外光譜圖Fig 4 Infrared spectrophotometer of PEG，PEG/Fe3O4and Fe3O4

2.2.5 PEG對磁流體分散性的影響。通過磁流體沉降率，考察PEG對磁流體分散性的影響。

沉降率的測定：按“2.1”項下方法，分別在無PEG-6000和15%PEG-6000的水溶液中制備磁性納米粒，充分洗滌后超聲分散于去離子水中，得到Fe3O4質(zhì)量濃度為5 mg·L－1的混懸液，氮氣封存，3 d后分離上層混懸液和下層沉淀，常規(guī)凍干，由所得固體的質(zhì)量算出沉降率。沉降率的計算公式：

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，PEG/Fe3O424 h的沉降率為16.8%，單純Fe3O424 h的沉降率為33.7%，表明Fe3O4磁性納米粒包裹PEG后，分散性能明顯得到改善。

2.2.6 磁流體中鐵含量的測定。采用鄰二氮菲比色法測定鐵的含量[7]：用濃鹽酸溶解Fe3O4納米粒，調(diào)pH至中性，加入鹽酸羥胺溶液、鄰二氮菲和醋酸鈉溶液，稀釋至一定濃度，在510 nm波長處測其吸光度，與標準硫酸鐵銨溶液鐵離子濃度比較，計算鐵的含量。測得Fe3O4納米粒中鐵的含量為69.3%。由于Fe3O4納米粒表面包裹了PEG，故略小于其理論含量72.4%。該結(jié)果表明，制備的磁性納米粒中主要是Fe3O4。

3 討論

PEG分子中每一個單位有2個平行的螺旋線，螺旋線空間能包裹大量藥物，而且安全無毒。本文采用PEG-6000為表面活性劑，在制備磁性粒子的同時對其進行包裹，提高其穩(wěn)定性。但PEG的濃度可影響磁性納米粒的形貌和粒徑，因此，參照文獻[8]，本文制備Fe3O4時PEG-6000水溶液的濃度為150 g· L－1。

激光粒度儀分析結(jié)果與TEM結(jié)果相差較大，其原因有：（1）TEM檢測的是磁性納米粒的磁核直徑，而激光散射粒度儀檢測的是磁性納米粒的水化直徑；（2）激光散射測定時磁性納米粒發(fā)生軟團聚，測試所得結(jié)果不是單個晶體的粒徑。

本文采用化學共沉淀法成功制備了水基PEG-6000/Fe3O4磁流體，其外貌為球形或類球形，平均粒徑為（10±6）nm；順磁性良好，飽和磁化強度為76.22 emu·g－1；磁性納米粒表面包裹的PEG，提高了其在水性介質(zhì)中的分散性，可以作為磁性靶向藥物的磁性材料。

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Study on Preparation and Property of PEG-6000/Fe3O4Magnetic Fluids

ZHAO Yan-yan，HUANG Hua（College of Pharmacy，Chongqing Medical University，Chongqing 400016，China）
LU Lai-chun（Daping Hospital of Third Military Medical University，Chongqing 400012，China）
ZHANG Rong（Xinqiao Hospital of Third Military Medical University，Chongqing 400037，China）

OBJECTIVE：To prepare PEG-6000/Fe3O4magnetic fluids and study its property.METHODS：PEG-6000/Fe3O4magnetic fluids were prepared by chemical co-precipitation method.The property of PEG-6000/Fe3O4magnetic fluids nanoparticle was represented using transmission electron microscope（TEM），laser granulometry，vibrating sample magnetometer（VSM）and infrared spectrophotometer（IR）.RESULTS：Fe3O4magnetic fluids were coated with PEG with mean particle size of（10±6）nm. Saturation magnetization was 76.22 emu·g－1with good paramagnet.24 h of sedimentation rate was 16.8%and the content of Fe in nanoparticle was 69.3%.CONCLUSION：PEG-6000 coat was conducive to the dispersity and magnetism of Fe3O4magnetic fluids.

Fe3O4magnetic fluids；PEG- 6000；Chemical co-precipitate method；Preparation；Property

R943

A

1001-0408（2010）13-1219-03

2009-05-20

2009-07-06）

＊碩士研究生。研究方向：緩控釋藥物制劑。電話：023-68581750。E-mail：zhaoyanyan2008@163.com

#通訊作者：教授，碩士。研究方向：緩控釋藥物制劑。電話：023-68485078