聚乙烯醇修饰Fe_3O_4纳米颗粒的制备表征及同步辐射X射线光电子能谱研究  

Preparation,characterization and SRXPS study of polyvinyl alcohol modified Fe_3O_4 nanoparticles

作　　者：李明[1] 汪冰[1] 刘慧[2] 康艳杰[3] 奎热西[4] 丰伟悦[1] 

机构地区：[1]中国科学院高能物理研究所纳米生物效应与安全性重点实验室和核分析技术重点实验室,北京100049 [2]烟台大学环境与材料工程学院,烟台264005 [3]郑州大学化学系,郑州450001 [4]中国科学院高能物理研究所同步辐射实验室,北京100049

出　　处：《核技术》2011年第5期331-335,共5页Nuclear Techniques

基　　金：国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2011CB933400);国家自然科学基金(10905064;10975148;20805048);中国科学院重要方向性项目(KJCX3.SYW.N3)资助

摘　　要：采用水溶性高分子聚合物聚乙烯醇(PVA)对Fe_3O_4纳米颗粒表面进行功能化修饰,利用透射电镜(TEM)、紫外可见吸收光谱(UV-vis)、Zeta电位检测、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)和热重分析(TGA),对包被前后Fe_3O_4的粒径、分散稳定性、PVA的包覆效率及纳米颗粒进入细胞的量进行了表征研究。通过同步辐射X射线光电子能谱技术(SRXPS)对修饰前后的Fe_3O_4表面的化学组分、表面原子的化学结构、化学键合情况进行了定性分析,给出了PVA与Fe_3O_4纳米颗粒作用的反应机理。结果表明,PVA修饰后的Fe_3O_4在溶液中稳定分散的时间大大延长,且进入细胞的量明显增多。SRXPS分析证明,PVA大分子链上的-OH功能团与纳米粒子表面富含的-OH功能团通过氢键的方式结合,形成稳定分散的PVA-Fe_3O_4,从而有利于其生物利用。In this study, Fe3O4 nanoparticles were coated with PVA to synthesize PVA-Fe3O4 complex, which were characterized by transmission electron microscopy （TEM）, thermo gravimetric （TG） analysis, UV-vis spectra, zeta potentials and ICP-MS, in terms of the physicochemical properties, while surface constituents, structures and chemical bonds of the modified and unmodified nanoparticles were characterized with synchrotron radiation X-ray photoelectron spectroscopy （SRXPS）, for exploring modification mechanism of the PVA-Fe3O4. The results indicate that after PVA modification, the suspension stability of Fe3O4 nanoparticles in water and cellular uptake capability were significantly improved compared with unmodified Fe3O4. The SRXPS analysis reveals that the hydroxy groups on the surface of Fe3O4 nanoparticles and PVA were combined by hydrogen bond to consist a stable system, which would be beneficial to the biomedical applications of Fe3O4 nanoparticles.

关 键 词：聚乙烯醇 FE3O4纳米颗粒 同步辐射X射线光电子能谱技术 细胞摄取 

分 类 号：O614.8[理学—无机化学]