纳米粒的制备技术精选(九篇)

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第1篇：纳米粒的制备技术范文

关键词：Fe3O4；纳米粒子；制备方法

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.06.015

0 引言

磁性纳米材料由于具有顺磁效应受到众多科研工作者的关注，其中Fe3O4纳米粒子由于其超顺磁性、高表面活性等特性，成为磁性纳米材料的重点研究方向[1]。

当前Fe3O4纳米粒子的研究重点[2]在于：改进或优化Fe3O4纳米粒子的常规制备方法，研究新制备方法。

本文重点对Fe3O4纳米粒子的常用化学制备方法进行了总结，并对其发展方向进行了展望。

1 Fe3O4纳米粒子的制备

1.1 共沉淀法

共沉淀法包括：（1）滴定水解法，即将稀碱溶液滴加到一定摩尔比的三价铁盐与二价铁盐混合溶液，使混合液的pH值逐渐升高，进而水解生成Fe3O4纳米粒子；（2）Massmart水解法[3]，即通过将一定摩尔比的三价铁盐与二价铁盐混合液直接加入到强碱性水溶液，铁盐在强碱性水溶液中瞬间水解结晶形成Fe3O4纳米粒子。

Goya[4]等通过共沉淀法制备了Fe3O4纳米粒子，在制备过程中发现纳米粒子的粒径尺寸会影响其磁化强度；Lin[5]等则用共沉淀法合成了Fe3O4纳米粒子，并在其表面包覆了高分子考察其生物特性。

通过共沉淀法制备的Fe3O4纳米粒子粒径小、颗粒均匀、分散性好且对实验条件无太高要求，常规条件下即可进行。

1.2 微乳液法

微乳液法又称为反相胶束法，是一种新型的制备Fe3O4纳米粒子的液相化学法。该方法通过形成油包水型（WPO）或水包油（OPW）微乳液将反应空间局限在微乳液滴的内部。

周孙英[6]等利用油包水（WPO）型反相微乳，通过该微乳液的“微型水池”制备了纳米级的Fe3O4黑色颗粒；Liu[7]等则通过将定量的FeCl3 和FeCl2 混合溶液滴加到微乳液中，在非氧化的环境下得到Fe3O4纳米粒子。

通过微乳液法制备Fe3O4纳米粒子可有效避免颗粒之间的进一步团聚，因而能较好地控制纳米粒子的尺寸。

1.3 溶胶-凝胶法

溶胶-凝胶法是利用含高化学活性组分的化合物作前驱体，在液相下均匀混合后进行水解、缩合化学反应，形成稳定的透明溶胶体系，进而通过缓慢聚合形成三维空间网络结构的凝胶，最后通过对凝胶进行干燥、烧结固化制备分子乃至纳米亚结构的材料。

周洁[8]等在水溶液体系中用溶胶--凝胶的方法通过改变各反应物的浓度制备不同尺寸大小的Fe3O4磁性颗粒；Xu[9]等则利用溶胶-凝胶法在真空退火的条件下制备Fe3O4纳米粒子。

通过溶胶-凝胶法制备得到的Fe3O4 纳米粒子粒径小且粒径分布均匀，通过对其制备工艺条件进行优化还可以制备传统方法难以制备的产物比如多组分分子级混合物。

1.4 水热合成法

水热合成法是采用水作为反应介质，在密闭高压釜内进行高温、高压反应，使通常难溶或不溶的前驱体溶解，进而使其反应结晶。水热合成法制备Fe3O4纳米粒子具有以下优点，首先由于反应是在封闭容器中进行，能够产生高压环境，进而避免组分的挥发，提高了产物的纯度；其次高压釜内的高温有利于纳米粒子磁性能的提高；

柴多里[10]通过水热法制备了纳米四氧化三铁并采用X射线衍射仪、透射电子显微镜对其进行了表征。

采用水热法制备的可以制备出粒径可控、晶粒发育完整、纯度高的Fe3O4 纳米粒子。

2 展望

除了上述常规的方法外，前驱体热分解法、溶剂热法、水解法、多元醇还原法、微波超声法、微波水热法、电化学法、有机模板法、化学气相沉积法和生物菌辅助合成法等物理或化学方法已被科研工作者用于Fe3O4纳米粒子的制备。

相信随着制备技术的进步、实验条件的优化、科研工作者对Fe3O4纳米粒子表面尺寸和晶体结构等性质的进一步了解及对各种方法制备得到的Fe3O4粒子的粒径分布趋势的分析比较，更高效地制备磁性Fe3O4纳米粒子的方法有望得到开发。

参考文献：

[1]季俊红等.磁性Fe3O4纳米晶制备及应用[J].化学进展，2010，22（08）：1567.

[2]于文广等.纳米Fe3O4的制备和形貌[J].化学进展，2007，19（06）：884-890.

[3]Massmart R. Preparation of aqueous magnetic liquidsin alkaline and acidic media [J].IEEE Trans Magnetics，1981，17：1247.

[4]Goya G F. Handling the particle size and distribution of Fe3 O4 nano-particles through ball milling [J].Solid State Common，2004， 130：783-787.

[5]Lin C R，Chu YM，Wang S C. Magnetic properties of magnetite Nano-particles prepared by mechanochemical reaction

[J].Mater.Lett，2006，60：447-450.

[6]周孙英，林晨，芮兴.福建医科大学学报[J].2009，43（2）：148-152

[7]Liu Z L，Wang X，Yao KL，et al. J. Mater. Sci，2004，39：2633-2637.

[8]周洁，马明，张宇等.东南大学学报[J].2005，35（04）：616-618.

第2篇：纳米粒的制备技术范文

关键词：纳米材料；生物合成；绿色化学

中图分类号：TB34 文献标志码：A

文章编号：0367-6358（2015）04-0246-05

随着纳米研究领域科研工作的发展，纳米材料的合成方法不断地推陈出新。其合成方法包括沉淀法、溶胶凝胶法、离子交换法等在内的化学方法和包括球磨法、溅射法、超重力法等在内的物理方法。但是这些传统方法都普遍面临着污染环境，能耗高等问题。纳米材料的生物合成是结合了纳米技术和生物技术的绿色合成方法。纳米材料的生物合成相比较传统的物理及化学等方法在原料的选取、反应条件的调控及后期处理等方面更加环保健康。将纳米技术与不同的生物相结合制备出不同形貌及性能的纳米材料，显示出了更广阔的发展空间。有些生物本身就有着微妙的形貌特征，以其为模板可以制备出有特定生物形貌的纳米材料，省去了传统模板法中模板的制备。而生物体的一些组成成分或其提取物中存在着一些活性成分对于某些反应来说是很好的还原剂和稳定剂，减少了有毒化学药品的使用。本文将依据单细胞及多细胞的不同生物体模板、生物体组成成分及从中提取的不同活性成分和病毒等参与反应的不同物质，对将近几年国内外的相关研究成果进行分类，系统地综述纳米材料生物合成的研究进展。

1以生物体为模板制备纳米材料

绿色化学要求科研工作者能够寻找到无污染、低毒、低能耗、绿色健康的反应前驱体或者是反应条件。生物体表面的氨基和羧基基团及特定形貌使其成为天然的还原成分和现成模板，以此为模板制备纳米材料与传统制备纳米材料的方法相比更加符合绿色化学的要求。

1.1以单细胞生物体为模板制备纳米材料

细胞是生物体结构和功能的基本单位，而细胞表面的细胞膜是由磷脂双分子层和镶嵌其中的蛋白质等构成的。不同的细胞有着独特精制的外形结构和功能化的表面，以单细胞为模板可以合成不同生物细胞形貌的纳米结构。

1.1.1以原核细胞为模板制备纳米材料

细菌和放线菌被广泛应用于金属纳米颗粒的合成，其中一个原因就是它们相对易于操作。最早着手研究的Jha等用乳酸杆菌引导在室温下合成了尺寸为8～35 nm的TiO2纳米粒子，并提出了与反应相关的机理。随着纳米材料的生物合成的逐渐发展，现在已成功合成了以不同菌为模板的不同形貌的纳米材料。Klaus等在假单胞菌（Pseudomonasstutzeri）的细胞不同结合位点处制备并发现了三角形，六边形和类球形的Ag纳米粒子，其粒径达200nm。Ahmad等从一种昆虫体内提取了比基尼链霉菌（Streptom yces bikiniensis），并以此制备出3～70 nm的球形Ag纳米颗粒。Nomura等以大肠杆菌为模板成功制备出平均孔径为2.5 nm的杆状中空SiO2，其比表面积达68.4 m2/g。

1.1.2以真核细胞为模板制备纳米材料

真核细胞相比较原核细胞种类更为广泛，培养更为方便，所以以此为模板的生物合成的研究更多。最简单的单细胞真核生物小球藻可以富集各种重金属，例如铀、铜、镍等。Fayaz等以真菌木霉菌（Trichodermaviride）为模板在27℃下合成了粒径为5～40 nm的Ag纳米粒子，并且发现青霉素，卡那霉素和红霉素等的抗菌性在加入该Ag纳米粒子后明显提高。Lin等发现HAuCl4中金离子在毕赤酵母（Pichiapastoris）表面先发生了生物吸附然后进行生物还原，从而得到Au纳米粒子。研究发现金离子被酵母菌表面的氨基、羟基和其它官能团首先还原成一价金离子，并进一步被还原成Au纳米颗粒。Mishra等以高里假丝酵母（Candidaguilliermondii）为模板合成了面心立方结构的Au和Ag纳米粒子，两种纳米粒子对金黄色葡萄球菌有很高的抗菌性，但所做的对比试验表明化学方法合成的两种粒子对致病菌均不具有抗菌性。Zhang等则以酵母菌为模板合成了形貌均-Co3O4修饰的ZnO中空结构微球。尖孢镰刀菌（Fusariu-moxysporum）可以在其自身表面将米糠的无定型硅生物转化成结晶SiO2，形成2～6 nm的准球形结构。

1.2以多细胞生物体为模板制备纳米材料

虽然以单细胞为模板制备的纳米粒子的单分散性较好，但是要涉及到生物体复杂的培养过程及后续处理，而以多细胞生物体为模板的制备方法就显得更加方便简捷。

1.2.1以多细胞植物体为模板制备纳米材料

地球上的植物种类很多，以其为模板的纳米材料的生物合成也就多种多样。多数情况下是将植物体培养在含有金属离子的溶液中，然后将植物体除去便可得到复制了植物体微结构的纳米材料。Rostami等将油菜和苜蓿的种子培养在含有Au3+的溶液中，将金离子变成纳米Au粒子，其大小分别是20～128 nm和8～48 nm。Dwivedi等以藜草（Chenopodium album）为模板分别制备出平均粒径为12 nm和10 nm的Ag和Au纳米晶体，并认为藜草中天然的草酸对于生物还原起着重要作用。Cyganiuk等以蒿柳（Salix viminalis）和金属盐为原料制备出碳基混合材料LaMnO3将蒿柳培植在含有金属盐的溶液中，金属盐离子顺着植物组织进行传输，进而渗透其中。然后将木质素丰富的植物体部位在600～8000℃范围进行煅烧碳化，得到的产物对正丁醇转化成4-庚酮有很好的催化效果。黄保军等以定性滤纸通过浸渍和煅烧等一系列过程仿生合成了微纳米结构的Fe2O3，并且对其形成机理进行了初步探讨。Cai等以发芽的大豆为模板，制备出室温下便有超顺磁性的Fe3O4纳米粒子，其平均粒径仅为8 nm。王盟盟等以山茶花花瓣为模板通过浸渍煅烧制备出 CeO2分层介孔纳米片，并且在可见光波段有很好的催化活性。

1.2.2以多细胞动物体为模板制备纳米材料

以多细胞动物体为模板的纳米材料的制备比较少，其中以Anshup等的研究较为突出。他们分别试验了人体的癌变宫颈上皮细胞、神经细胞和未癌变正常的人类胚胎肾细胞。这些人体细胞在模拟人体环境的试管中进行培养，培养液中含有1mmol/L的HAuCl4最终得到20～100 nm的Au纳米颗粒。细胞核和细胞质中都有Au纳米粒子沉积，并且发现细胞核周围的Au粒子粒径比细胞质中的小。

2以生物体提取物或组成成分中的有效成分制备纳米材料

生物体中含有很多还原稳定性成分。如果将这些成分提取出来，就可以脱离生物体原有形貌的束缚，得到绿色无污染的生物还原剂，进而以其制备纳米材料。很多糖类，维生素，纤维素等生物组成成分也被证实有很好的生物还原稳定作用，这就使得纳米材料的绿色生物合成更加方便快捷。

2.1以微生物提取物为有效成分制备纳米材料

以微生物的提取物为活性成分制备的纳米材料多数是纳米Ag和纳米Au，而且这两种粒子具有杀菌的效果。而以微生物提取物制备的纳米材料粒径更小，并且普遍也比一般化学方法合成的粒子有更好的杀菌效果。Gholami-Shabani等从尖孢镰刀菌（Fusariumozysporum）中提取了硝酸盐还原酶，并用其还原得到平均粒径为50nm的球形纳米Ag颗粒，并且对人类的病原菌和细菌有很好的抗菌效果。Wei等和Velmurugan等分别用酵母菌和枯草杆菌提取液成功合成了不同粒径及形貌的纳米Ag颗粒。提取物中的还原性酶是促进反应进行的重要成分。Inbakandan等将海洋生物海绵中提取物与HAuCl4反应制备得到粒径为7～20nm的纳米Au颗粒，主要得益于其中的水溶性有机还原性物质。Song等则从嗜热古菌（hyperther-mophilicarchaeon）中提取出高耐热型腾冲硫化纺锤形病毒1（Sulfolobustengchongensis spindle-shaped virus 1）的病毒蛋白质外壳。并且发现实验条件下在没有遗传物质时其蛋白质外壳仍可自组装成轮状纳米结构。与TiO2纳米粒子呈现出很好的亲和能力，在纳米材料的生物合成中将有广阔的应用前景。

2.2以植物提取物为有效成分制备纳米材料

生物提取物制备纳米材料的研究最多的是针对植物提取物的利用，因为地球上植物种类众多，为纳米材料的生物合成提供了众多可能性。Ahmed等以海莲子植物（Salicorniabrachiata）提取液还原制得Au纳米颗粒，其粒径为22～35nm。制备出的样品对致病菌有很大的抗菌性，而且能催化硼氢化钠还原4-硝基苯酚为4-氨基苯酚，也可催化亚甲基蓝转化成无色亚甲蓝。Velmurugan等和Kulkarni分别用腰果果壳提取液和甘蔗汁成功制备出纳米Ag和纳米Ag/AgCl复合颗粒，其均有很好的杀菌效果。Sivaraj等用一种药用植物叶子（Tabernaemontana）的提取液制备了对尿路病原体大肠杆菌有抑制作用的球形CuO纳米颗粒，其平均粒径为48 nm。

2.3以生物组成成分为有效成分制备纳米材料

碳水化合物是生物体中最丰富的有机化合物，分为单糖、淀粉、纤维素等。其独特的结构和成分可以用来合成各种结构的纳米材料。Panacek等，测试了两种单糖（葡萄糖和半乳糖）和两种二糖（麦芽糖和乳糖）对[Ag（NH3）2]+的还原效果，其中由麦芽糖还原制备的纳米Ag颗粒的平均粒径为25nm，并且对包括耐各种抗生素的金黄葡萄球菌在内的革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌有很好的抑制作用。Gao等和Abdel Halim等分别用淀粉和纤维素还原硝酸银制得了不同粒径的Ag纳米粒子，对一些菌体同样有很好的抗菌性。

维生素是人体不可缺少的成分，在人类机体的新陈代谢过程中发挥着重要作用，是很好的稳定剂和还原剂。Hui等用维生素C还原制备了Ag纳米颗粒修饰的氧化石墨烯复合材料，将加有维生素C的AgNO3和氧化石墨烯溶液进行超声反应，得到的Ag纳米颗粒平均粒径为15nm，并附着在氧化石墨烯纳米片表面。Nadagouda等用维生素B2为还原活性成分室温下合成了不同形貌（纳米球、纳米线、纳米棒）的纳米Pd。并且发现在不同的溶剂中制备的纳米材料的形貌和大小不同。

3以病毒为模板制备纳米材料

病毒本身没有生物活性，可以寄宿于其它宿主细胞进行自我复制，其实际上是一段有保护性外壳的DNA或RN段，大小通常处于20～450 nm之间，其纳米级的大小使得以其为模板更易于制备出纳米材料。Shenton等以烟草花叶病毒为模板制备了Fe3O4纳米管。因为烟草花叶病毒是由呈螺旋形排列的蛋白质单元构成，内部形成中空管。以此为模板制备出来的Fe3O4也复制了这一结构特点而呈现管状结构。由于烟草花叶病毒的尺寸小但稳定性高，使得它被频频用来作为纳米材料生物合成的骨架。Dang等则以转基因M13病毒为模板制备了单壁碳纳米管-TiO2晶体核壳复合纳米材料。实验发现以此为光阳极的染料敏化太阳能电池的能量转换效率达10.6%。

第3篇：纳米粒的制备技术范文

【摘要】　对纳米粒表面进行修饰以提高其靶向性，包括被动靶向修饰、主动靶向修饰和物理化学靶向修饰等，是目前药学领域研究的一个新热点，本文对其研究进展作简要综述。

【关键词】　纳米粒；靶向修饰；缓释

【Abstract】　Surface modification of nanoparticles to improve the targeting,including passive targeting modification, active targeting modification and physical and chemical targeting modification,have attracted more and more attention in the field of pharmaceutics. This article briefly reviews the recent progress in this field.

【Key words】　Nanoparticles; Targeted Modified;Sustained-Release

纳米粒大小在10-1 000 nm之间，药物可吸附在纳米粒表面，也可包封在内部或溶解于其中。纳米粒作为新型的药物和基因的输运载体，可提高药物溶解度，增强药物的稳定性，延长药物作用时间，靶向输送药物，减轻不良反应，保护核甘酸，防止其被核苷酸酶降解，辅助核苷酸转染细胞，并起到定位作用。纳米粒进入体内后，被机体视为异物，产生抗体与之吸附，血浆中的多种成分也吸附到纳米粒上，从而加速网状内皮系统(RES)的识别，最终被巨噬细胞吞噬而被清除。

抗肿瘤药物多为难溶性药物，目前已有紫杉醇类、喜树碱类、多柔比星、氟尿嘧啶等抗肿瘤药物作成纳米粒的相关研究。为避免药物被巨噬细胞迅速清除，提高靶组织沉积量，可对纳米粒表面进行修饰。纳米粒的靶向修饰可分为被动靶向修饰、主动靶向修饰、物理化学靶向修饰等。1　被动靶向修饰的纳米粒

纳米粒的被动靶向性是指其容易被位于肝、脾、肺及骨髓的单核-巨嗜细胞系统摄取。纳米粒的性质（如聚合物的类型、疏水性、生物降解性）及药物或靶基因的性质（如分子量、电荷、与纳米粒结合的部位）都可影响药物或靶基因在单核-巨嗜细胞系统（MPS）的分布。Rojanarata等通过研究季铵盐化壳聚糖和壳聚糖对人Huh7细胞的转染情况，发现季铵盐化壳聚糖转染效率较高，细胞毒性较低。

目前被动靶向纳米粒的研究重点在于：载体材料的筛选，设计新型生物相容的高分子材料；建立其传输体系体内过程的数学模型，探讨药动学规律。2　主动靶向修饰的纳米粒

主动靶向性是指对纳米粒进行表面修饰，如在其表面耦联特异性的靶向分子，通过靶分子与细胞表面特异性受体结合，实现主动靶向治疗。2.1　以表面活性剂为配体 大量治疗性药物难以透过血脑屏障（BBB），纳米粒本身可因脑内皮细胞的内吞作用而进入BBB。将纳米粒用聚山梨酯80等表面活性剂进行修饰可进一步增加药物对BBB的渗透，显著提高脑内药物浓度而减少全身血液循环中的药量。2.2　以糖类为配体 在一些细胞和组织表面有糖类特定的受体。肝细胞半乳糖受体仅存在于哺乳动物的肝细胞膜上，能特异识别末端糖基为D-半乳糖或N-乙酰-D半乳糖胺的糖蛋白，通过半乳糖与它的相互作用，可以主动靶向于肝细胞。宋策等制备具有半乳糖基和稳定磁性的半乳糖白蛋白磁性阿霉素纳米粒，糖化比率为32，粒径在（70±30）nm ，阿霉素的含量为58.45μg/g，包封率为97.53%。2.3　以叶酸为配体 叶酸体积小、无免疫原性、稳定性好、方便易得，叶酸受体在肿瘤细胞表面过度表达，将叶酸连接到纳米粒，可主动靶向于癌细胞。ZHANG等成功制备了叶酸与共聚物的偶联物，以多烯紫杉醇为模型药。纳米粒平均粒径为240nm，载药量和包封率分别为29.6%和83.5%，体外释放表明约50%的药物在5天内释放，Hela细胞实验表明叶酸修饰的纳米粒比未修饰的纳米粒的细胞摄取更高，毒性更强，体内实验表明叶酸修饰的纳米粒的抗肿瘤活性明显提高。ZHANG等发现叶酸修饰的Pluronic P123/F127载紫彬醇纳米粒比单纯的Pluronic P123/F127载紫杉醇纳米粒粒径更小，外形更圆，包封率更高，细胞摄取的药物更多，生物利用度是泰素的3倍。2.4　以转铁蛋白为配体 转铁蛋白是一类非血红蛋白铁离子结合糖蛋白，在分裂活跃的细胞上表达水平很高，而在非增殖细胞上很少表达甚至检测不到表达。有研究者利用转铁蛋白与其受体的相互作用介导主动靶向。Ryo Suzuki等发现用转铁蛋白修饰的PEG脂质体能够选择性的使奥沙利铂在肿瘤部位集中，并显著降低其在红血球的聚集，静脉注射后，脂质体能够在肿瘤组织72h保持高浓度，显著抑制肿瘤的生长。2.5　以多肽为配体 多肽包括肽链、单克隆抗体 (MAb)及片段。由于在完整的 MAb中Fc区域会与巨噬细胞的Fc受体结合，而使MPs摄取连有MAb的纳米粒，因此与完整的MAb相比，用没有Fc区域的MAb片段可使纳米粒延长在血中的循环时间。WANG等合成了不同长度的疏水和亲水部分β-苄基- L-天门冬氨酸乙烯基吡咯烷酮嵌段共聚物，实验发现嵌段共聚物具有很低的临界胶束浓度，胰腺癌细胞中表现出很小的细胞毒性。2.6　以植物凝集素为配体 利用植物凝集素与小肠糖基化结构之间的生物识别，可用植物凝集素修饰载药纳米粒以增加肽类、蛋白质及DNA药物等难吸收药物的吸收，提高生物利用度。GAO等将小麦胚凝集素吸附至聚乙二醇-聚乳酸纳米粒的表面，这种技术尤其适用于脑部药物传递系统。

此外，研究中还有以生物素、核酸和甘草酸为配体的纳米粒。3 　物理化学靶向修饰

物理化学靶向是指将 pH敏、热敏、磁性材料等结合到纳米粒表面使纳米粒能响应体内外各种刺激，使药物直接定位于靶区，目前研究最多的是磁性纳米粒。HWANG等制备了肝素涂层的超顺磁性纳米粒，实验表明磁导的腺相关病毒传递系统有更快更有效的细胞转导。4 　前景与展望

第4篇：纳米粒的制备技术范文

[关键词] 丹参酮ⅡA；载药纳米粒；RGD；肿瘤靶向

[中图分类号] TQ461 [文献标识码] A [文章编号] 2095-0616（2014）03-09-04

丹参酮ⅡA（Tashinone ⅡA，TSⅡA）为传统中药丹参（Salvia miltiorrhiza Bge.）中的有效脂溶性成分。近年来研究表明，TSⅡA对多种肿瘤细胞均有明显的细胞毒作用[1-2]，但因丹参酮ⅡA难溶于水、体内代谢快、生物利用率低等缺点，限制其在临床上的广泛应用。课题组前期研究发现丹参酮ⅡA聚乳酸载药纳米粒（TSⅡA-PLA NPs）对肝癌有较好疗效[3-5]。本研究采用乳化溶剂蒸发法，制备含

RGD修饰的丹参酮ⅡA多级靶向纳米粒（TSⅡA-mPEG-PLGA-PLL-cRGD NPs），可以增加药物半衰期，延长药物在体内的作用时间，同时显著提高对肿瘤的靶向作用。

1 仪器与材料

1.1 试剂

丹参酮ⅡA对照品（中国药品生物制品检定所，批号：110766-200417，纯度99.3%）；Poloxamer188（德国BASF公司）；mPEG-PLGA-PLL、mPEG-PLGA-PLL-cRGD（上海市肿瘤研究所段友容课题组提供）；吉非罗齐（中国药品生物制品检定所，批号：100284-199801）；甲醇为色谱醇；其他试剂为分析纯。

1.2 主要仪器

激光粒度散射仪（Nicomp 380/ZLS，美国）；紫外分光光度计（德国Eppendorf公司）；微量电子分析天平（Sartotius CP225D）； Centrifuge 5804R低温高速离心机（德国Eppendorf公司）；质谱仪（API 3000，美国ABI公司）；XW-80A 型旋涡混合仪（上海医科大学仪器厂）。

2 实验方法

2.1 丹参酮ⅡA多级靶向纳米粒制备

将含RGD修饰的空白纳米粒溶解于TSⅡA二氯甲烷溶液（0.8mg/mL）中，取mPEG-PLGA-PLL-cRGD（浓度20mg/mL）200μL，加入0.5%的乳化剂F-68的水溶液10mL，进行超声乳化。随后将制备的纳米粒溶液置入烧杯中，搅拌挥发有机溶剂，即得丹参酮ⅡA多级靶向纳米粒[6]。

2.2 药物浓度测定方法

2.2.1 HPLC检测的色谱条件 色谱柱为Zorbax XDB-C18（150mm×4.6 mm，5μm），流动相为甲醇-水（8515），流速为1mL/min，柱温为30℃，检测波长为270nm，进样量为20μL。

2.2.2 标准曲线的建立 精密称取TSⅡA 5mg，置250mL的量瓶中，加无水乙醇溶解并定容，作为丹参酮对照品储备液。分别精密量取一定量的对照品储备液稀释，得浓度为0.001，0.01，0.1，0.5，1，2，5，8，10，20μg /mL的标准溶液，HPLC测定。标准曲线由浓度（Concentration）对峰面积（Peak area）做线性回归所得。

2.2.3 单因素考察 改变载药纳米粒中的药物浓度，载体浓度，乳化剂浓度，有机相与外水相体积比，超声强度和超声时间等条件，制备丹参酮ⅡA多级靶向载药纳米粒，考察单因素对载药纳米粒的影响，筛选出较优的工艺参数。

2.2.4 正交实验 根据2.2.3实验结果，选择对载药纳米粒粒径大小、包封率、载药量影响较大的四个因素，分别为：药物/材料，乳化剂F-68浓度，有机相与外水相体积比和超声次数，每个因素3个水平进行正交实验设计。综合评价各因素的影响，确定最佳的载药纳米粒的处方和工艺。

3 结果

3.1 绘制标准曲线

标准曲线以药物浓度（Concentration）对峰面积（Peak area）做线性回归，见图1。

3.2 单因素考察

3.2.1 药物浓度 在实验中如选用较低的TSⅡA药物浓度时，载药纳米粒包封率会比较高，但载药量会随之降低，而选用较高的TSⅡA药物浓度时载药纳米粒的包封率又会随之降低。综合实验结果，我们选择的最佳TSⅡA浓度为1mg/mL。

3.2.2 载体材料浓度 其他条件相同时，如想提高包封率，可增加载体材料的浓度，使平均分配到每个载药纳米粒载体上的药物减少。在本实验中，我们选择的载体浓度是20mg/mL。见表1。

3.2.3 有机相/外水相体积比（O/W） O/W体积比能够影响载药纳米粒的粒径，O/W减少，纳米粒的粒径会增大，O/W增大，纳米粒的粒径会减小。综合本实验的数据，选择较合适的O/W为110。

3.2.4 超声时间 超声时间对粒径大小和包封率影响不大，本实验中选择的超声时间为20×5s。

3.2.5 超声强度 选择适当的超声强度在制备载药纳米粒的过程中非常重要，超声强度过大容易导致载药纳米粒被破坏；功率太小又会导致载药纳米粒粒径较大且分散不均匀。综合本实验中所制备的TSⅡA载药纳米粒包封率及载药量等各项数据，选择超声强度为200W。

3.3 正交设计优化制备工艺

由正交实验结果可见：以包封率为指标的最佳工艺为A2B2C2D1，影响的显著性为D>C>B>A，其中D药物-材料比例具有显著性影响；以载药量为指标的最佳工艺为A2B1C2D2，影响的显著性为C>D>B>A，影响无显著性。由于D1和

D2水平时载药量结果相差不大，但包封率的结果相差很大，并且该因素对于包封率具有显著性影响，因此选择D1；B1和B2水平时载药量的结果相差不大，包封率的结果相差也不大，但对于包封率的影响大于载药量，因此选择D2。而因此确定最佳工艺为A2B2C2D1，即mPEG-PLGA-PLL 20mg，加0.8mg/ml的丹参酮二氯甲烷溶液1mL溶解，加10mL 0.5% F-68溶液，冷水浴超声（200W）40s×10次，室温搅拌除去二氯甲烷，8000r/min×5min离心除沉淀，即得纳米粒水分散体。见表2。

4 讨论

目前在临床上对肿瘤的药物治疗想达到的效果主要是使肿瘤局部的药物浓度尽可能达到最大化，以期达到增效减毒的作用。随着对纳米技术的运用，有学者发现纳米粒包裹药物制备成载药纳米粒后，药物具有较好的靶向作用，可以使药物在肿瘤中得到蓄积，因此得到了广泛关注。研究发现通过纳米载体包裹制备的新型药物剂型，有如下的一些优点和特性：（1）提高药物的生物利用度[7-8]；（2）增强药物的肿瘤靶向性[9-10]；纳米粒径的改变可使药物到达体内不同的部位，并使药物在肝脏和肿瘤中得到蓄积；（3）具有较好的控（缓）释性，载药纳米粒在进入体内后，药物可以从纳米材料中释缓慢释放出来，避免了“暴释效应”[11-12]。另外，载药纳米粒可以有效的增加药物半衰期，延长药物的作用时间，与游离药物相比抗肿瘤效果得到进一步提高 [13-15]。

本实验采用乳化溶剂蒸发法制备含RGD修饰的丹参酮ⅡA多级靶向纳米粒，该制备方法操作简便，稳定性好，并有较好的可重复性。优选工艺参数为：药物浓度1mg/mL，载体材料浓度20mg/mL，O/W为1∶10，超声强度和时间分别为200W， 20×5s。

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第5篇：纳米粒的制备技术范文

纳米纤维主要包括两个概念：一是严格意义上的纳米纤维，它在径向方向为纳米尺度、长度方向为宏观尺寸的纳米纤维，以涤纶、锦纶超细纤维为主体的“新合成纤维”，使化学纤维的品质得到了大幅提高。这种直径为纳米级的纳米纤维可以通过静电纺丝、多组分复合纺丝法以及分子技术来制备。另一概念是将纳米粒子填充到纤维中，对纤维进行改性，或是将纳米粒子采用一定的方法处理到纤维上，赋予纤维某种功能，也就是我们通常意义上的纳米功能纤维，这类纤维的直径不一定是纳米级。采用性能不同的纳米粒子，可开发阻燃、抗菌，抗静电、防紫外线、抗电磁屏蔽等功能性纤维及纺织品。本文将重点讨论该类通常意义上的纳米功能纤维及纺织品。

一、纳米功能纤维及纳米功能纺织品的生产方法

具有特殊功能的纳米材料与纤维聚合物及纺织品复合后，纳米粒子将以纳米尺寸分散在纤维及纺织品中形成聚合物纳米复合材料。可以制备各种纳米功能纤维及纳米功能纺织品。通常依据产品的最终用途来选择功能性纳米粒子，这已成为一个新的研究平台。

1.纳米功能纤维的制备

由于纳米粒子粒径小，可以减轻传统添加法纺丝时外加粒子所带来的纺丝液压力升高，断头率高，可纺性差，对纺织设备有磨损的缺点。纳米粒子的量子尺寸效应和表面效应能显著减少纤维内部在生产中所造成的裂缝、气泡等缺陷，能促进大分子侧链之间、原纤之间的结合。一些纳米粒子能在纤维表面形成纳米级几何结构，有助于提高纤维的功能。

共混纺丝法是当前纳米功能纤维制备的主要方法，即在纤维聚合、熔融阶段或纺丝阶段加入具有纳米尺度的功能性材料，使制备出的化学纤维具有某种特殊的性能。

2.纳米功能纺织品的制备

纳米功能纺织品除用纳米功能纤维制备外，还可以利用纳米粒子所具有的特性对纺织品进行功能性整理。

用纳米粒子对纺织品进行功能整理的方法主要有三种：一是吸尽法，即把纳米粒子作为固体物质直接加入到织物后整理剂中，将织物放入配好的整理液中，在规定的温度下浸泡一定时间，使纳米粒子均匀分散在后处理织物中，然后取出织物进行干燥或热处理；二是浸轧法，是指将纳米粒子的微乳液和织物后整理剂均匀混合后，将织物在整理液中浸湿，然后通过辊筒轧去余液，称一浸一轧，也可重复一次，称二浸二轧，使整理液通过机械力作用挤压到纤维中去，然后干燥或热处理；三是涂层法，指将含有纳米粒子的整理剂在一定的粘合剂存在下制成一定稠度的涂层液，然后均匀涂布到织物表面，再经一定的热处理，使织物表面形成一层功能性涂层。但通过功能性整理的纳米功能纺织品的耐洗牢度相对较差，功能不持久。

二、纳米功能纤维及纺织品的研究及现状

近十几年来，纳米粒子作为纤维及纺织助剂得到广泛应用，而且向多种纳米粒子复配、多种纤维添加、多种功能复合的方向迅速发展。人们利用纳米粒子开发的功能纤维和纺织品种类繁多，在市场上占有越来越重要的地位。

1.抗菌功能

抗菌的目的就是使纤维织物具有杀灭或抑制致病菌的功能，并防止微生物通过纺织品传播，保护使用者免受微生物的侵害。根据杀菌机理的不同，抗菌剂可以划分为以下三种类型；一是无机抗菌剂，如：Ag、cu、Zn、s、As、Ag+、CU2+等；二是光催化抗菌剂，如：纳米TiO2、纳米ZnO、纳米硅基氧化物等；三是以光催化抗菌剂为载体，将其吸附银、铜等离子。纳米抗菌技术在纺织行业的应用领域极为广泛，可开发各种类型的抗菌功能纺织品。如内衣、毛巾、床单、厨房用品等，应用于宾馆、医院、军队、工厂等各个行业，满足人们对健康的要求。

中国石化股份有限公司安庆分公司(以下简称安庆石化)、东华大学及中国纺织科学研究院的科研人员们在完成小试、中试和工业化试验后，在安庆石化成功试生产出“高活性纳米抗菌腈纶纤维”，并通过中石化总部专家委员会的鉴定。在不改变纺丝工艺和纺丝条件的前提下，生产出的腈纶纤维抗菌性能良好，基本物性(力学机械性能、色泽等)符合有关腈纶纤维和纺织品的产品质量标准。经上海市工业微生物研究所检测表明，该种纤维的织物经50次洗涤后24h抗菌率为91.6％，具有抗菌性强、上染性好的优点，在国际上处于领先水平。

2.防紫外功能

纳米粒子的量子尺寸效应可以对某种波长的光吸收带有“蓝移现象”和“宽化现象”，从而增强了对紫外光的吸收，保证了纤维及纺织品的紫外线屏蔽效果。研究表明，TiO2、Fe2O3、Al2O3、SiO2等纳米粒子在300～400nm波段具有很好的吸收紫外线能力，而滑石、高岭土、碳酸钙等纳米粒子则具有良好的反射紫外线能力。通常抗紫外线纤维中含有几种组分的复合纳米微粒，对于透明度要求高的防紫外线服装面料，通常添加纳米ZnO和TiO2微粒。防紫外线面料在遮挡紫外线的同时也能对可见光和远红外线起到一定的屏蔽作用。防紫外线产品不仅应用于服装产品，如运动服装、休闲装、衬衣、长短裤等，而且还适宜应用于窗帘、篷布、在户外进行作业的工装等。

天津工业大学用处理后的纳米TiO2抗紫外线整理剂对UVA和UVB波段的紫外线都有很好的屏蔽作用，整理后织物的UPF值等级由“较好防护”提到“非常优异的防护”，紫外线透过率明显降低，织物的抗紫外线性能得到显著提高。东华大学及上海工程技术大学利用用纳米TiO2和ZnO复合粉体与纤维或纺织品结合，增加了织物表面对紫外线的吸收。反射和散射作用，改善其抗紫外线性能。

3.远红外吸收、反射功能

人体每时每刻都在发射红外线，而同时也在吸收红外线。某些纳米粒子，如Al2O3、TiO2、SiO2和Fe2O3等，对中红外线有很强的吸收性能。当服装面料中含有这些粒子时，能有效吸收外界发射及人体释放的中红外线，而不被灵敏的中红外线探测器所发现，用其制作的隐身服装，使穿着者在夜间能实现隐身。有些纳米微粒如ZrO，能有效吸收外界能量并辐射与人体生物波相同的远红外线，使人体皮下组织血流量增加，促进血液循环，

日本对远红外聚酯的研究最多。1996年已确立了远

红外纤维制品的保温性试验方法和对人体的温热特性系列评价方法，对远红外线与生物关系已有了系统的研究。日本三菱人造丝公司将PTA、EG和纳米陶瓷粉混合先制成母粒，再与普通聚酯在283℃下共混纺丝，制成中空度21.3％，蓬松度153mL／g的远红外短纤维；日本可乐丽公司将聚酯和含氧化陶瓷的增塑剂共混纺丝制得远红外纤维；日本尤尼吉卡公司推出一种太阳-α远红外涤纶，其物理机械性能与普通涤纶相似，具有明显的升温效应，据报道，该织物水洗后在相同条件下比普通涤纶快干30min。

4.抗静电功能

合成纤维在加工和使用过程中，由于静电摩擦会带来很多不便，特殊行业中，纤维及纺织品所带来的静电可能还会造成一些安全隐患。在纳米粒子表面进行导电因子的掺杂处理，使纳米粒子表面形成牢固的导电层，这种经抗静电材料处理的织物不仅具有持久的导电性，而且耐酸、碱和气体的腐蚀，具有良好的抗静电作用。

目前，已产业化的导电纤维采用的无机抗静电剂有两类：一类为纳米碳黑，用纳米碳黑制备抗静电、导电纤维的研究很多，但由于改性后纤维颜色为黑色，所以限制了它的应用。另一类为纳米金属氧化物，如ZnO、Fe2O3、SnO2。TiO2等，尤其以SnO2或Sb2O3载于TiO2表面的粉体抗静电效果最好，特别适合用纺制白色抗静电纤维，白色抗静电纤维将是今后发展的趋势。

5.防电磁辐射功能

电子产品的普及使得电磁辐射对人体健康造成很大威胁。众多的医学研究人员描述了长期接触电磁场的危害，例如长期接触电磁场，细胞分裂速度有增加的趋势，同样也会作用于我们的免疫系统。一些纳米粒子如In2O3SnO2、Fe2O3、NiO等能强烈吸收电磁辐射。据报道，由西安华捷科技发展有限责任公司研制的既可防电磁辐射又可防紫外线辐射的服装面料，可吸收阻隔95％以上的电磁波及同等量的紫外线。

6.拒水拒油防污功能

由于纳米粒子的小尺寸效应、表面和界面效应，纳米粒子表面的原子存在大量的表面缺陷和许多悬挂键，具有很高的化学活性。纳米粒子高度分散在纱线之间、纤维之间和纤维表面，它们与粘合剂等在纤维表面呈凹凸有致的排列，形成纳米尺寸的空气薄膜，使沾污物无法直接渗入纤维，阻止了油污的进一步渗透，大大提高了拒水、拒油和防污性能。这类纺织品洗涤时，可仅用清水洗涤，不必再使用传统的洗涤剂。用该技术生产的国旗，不吸灰、不吸水、不褪色。

7.抗老化功能

有些纤维不耐日晒，在紫外线的照射下会发生分子链的降解，将纳米紫外线吸收剂均匀分散于高分子材料中，可以利用其对紫外线的吸收作用，防止分子链的降解，从而达到防日晒耐老化的效果。纳米级的TiO2、SiO2、ZnO、ZrO2和Fe2O3等均是优良的抗老化剂，可以明显地提高织物的耐老化性能。

8.阻燃功能

大部分合成纤维属于熔融性可燃纤维，对纤维进行阻燃化处理，降低织物在火灾中的危险性，已成为一个广泛关注的研究方向。近年来，国外开发的胶体三氧化二锑具有粒径小(小于100nm)、易分散、着色强度低的特点，在阻燃纤维的应用中取得了较好的效果。20世纪80年代末至90年代初兴起的聚合物／无机物纳米复合材料更是开辟了阻燃高分子材料的新途径，国内外已经研究在聚酯聚合过程中或纺丝熔体中加入纳米层硅酸盐材料来改善聚酯材料的物理机械性能或燃烧性能。

国外用共混法制得的阻燃改性纤维有阻燃粘胶纤维，如美国的Durvil、奥地利的Lenzing、日本的Tuflan；也有阻燃丙纶纤维，如瑞士的Sandoflam5071。

9.自洁净功能

纺织品在人体穿着和使用过程中，不小心会沾水、沾油和其他各种污物，这些污物不仅影响人们的使用，而且会成为微生物繁殖的良好环境。随着人们生活节奏的加快以及生活质量要求的提高，各类运用不同机理研制出的具有自清洁能力的纺织品应运而生。目前，常用的光触媒包括纳米TiO2、ZnO、SiO2等。

2004年，香港理工大学的研究人员将棉布片在TiQ2溶液中浸泡0.5min，然后取出弄干，放A97℃烤箱加热15min，再在沸水中煮3h制得自洁净纺织品。当纺织品的表面覆盖一层TiO2的时候，在光照条件下反应可形成诸多活性物质，这些活性物质具有极强的氧化作用，不仅能氧化破坏微生物，而且可将有机污染物完全氧化破坏，从而起到洁净环境和除臭等作用。由于TiO2催化剂只要在阳光下就能永远发挥作用，因此这种自洁净效果可以维持下去。采用化学方法将TiO2负载到棉织物上，实验所制备的织物在紫外光照射下，可以对葡萄酒、化妆品、汗渍及咖啡造成的污迹具有自洁净功能。

10.变色功能

变色纤维是一种具有特殊组成结构的纤维，当受到光、热、水分或辐射等外界激化条件作用后，具有可逆自动改变颜色的性能。纤维在一定波长的光的照射下会发生颜色变化，而在另一种波长的光的作用下又会发生可逆变化回到原来的颜色，这种纤维称为光敏变色纤维。具有光敏变色的物质通常是一种具有异构体的有机物，这些化学物质因光的作用产生异构，并生成两种化合物。这些化合物的分子式没有发生变化，但对应的键合方式或电子状态产生了变化，可逆地出现吸收光谱不同的两种状态，即可逆地显色、褪色或变色。美国clemson大学和Georgia理工学院等研究机构近年来正在探索光纤中掺入纳米变色染料或改变光纤表面的涂层材料，使纤维的颜色能够实现自动控制。日本松井色素化学工业公司制成的光致变色纤维，在无阳光下不变色，在阳光或UV照射下显深绿色。

三、展望

随着纳米技术的进一步发展，纳米粒子生产成本的降低及功能性纳米粒子品种的增多，纳米功能纤维的应用将进一步扩大，其市场需求潜力巨大。现在，我国的化纤生产已具有相当的生产规模和技术实力，完全有能力、有条件进行纳米功能纤维及其技术的研究开发。我们相信不同形态与性能的纳米功能纤维的开发与应用，必将给纺织行业乃至整个轻工业都带来新的生机。但一些问题仍需值得我们去思考和研究。

1.由于纳米粒子比表面积大，极易聚集成团，且亲水疏油，呈强极性，在有机介质中难以分散。因此，要选择有效的表面改性剂对纳米粒子表面进行处理，降低表面能，改善其同纤维材料的亲和性，提高纺丝流变性和可纺性。

2.由于纳米粒子尺寸很小，是否会从纺织品上迁移到人体内部对人体健康产生威胁，到目前为止，世界上还没有作为专题来研究纳米功能纺织品的安全性问题，更缺乏相关的安全性评价体系及检测标准，使人们在应用纳米功能纺织品时存在一定的顾虑。

3.目前我国研究院所和高等院校在纳米功能纤维成形与应用方面的研究已取得较大成绩，但总体来说还停留在实验室阶段，离产业化还有很长一段路要走。

第6篇：纳米粒的制备技术范文

【关键词】 纳米粒； 靶向； 长效； 缓释

纳米粒(NP)是一种固态胶体粒子，粒径一般为10~1000nm。广义的纳米粒给药系统包括脂质体、固体脂质纳米粒、纳米囊和纳米球以及聚合物胶囊。

1 聚合物纳米粒

聚合物纳米粒作为药物递释系统，可具有被动靶向和缓释药物的特点。李伟等［1］以聚α-氰基丙烯酸正丁酯为载体制备了5-氟尿嘧啶聚α-氰基丙烯酸正丁酯纳米球，可被动靶向至肝及肝部肿瘤组织，其体外释放呈两相特征，缓释相约9h，能作为一种缓释载体。陆彬等［2］制得重组人干扰素α-2a聚氰基丙烯酸丁酯纳米球具有明显的肝靶向性和缓释特征。Shen［3］等研究了不同粒径阿霉素聚氰基丙烯酸正丁酯纳米粒的肝靶向效应，其中粒径为100~150 nm的纳米粒有良好的肝靶向性和缓释药物的作用。Meng等［4］报导了一种聚己二酸丙三醇酯纳米粒，能通过在生理条件下的缓慢释放和被细胞摄取后的快速释放达到一种长效作用，提高药物的疗效，更有利于抗肿瘤治疗。

2 长循环纳米粒

长循环NP又称隐形NP或空间稳定NP，是指在普通NP表面用亲水性的高分子材料以物理吸附或共价结合的方法进行修饰。修饰后的NP可避开肝脏巨噬细胞尤其枯否细胞的吞噬，延长在血液中的循环时间。近年的研究表明，隐形化纳米粒的表面特征和其体内转运与分布有密切关系，通过优化隐形纳米粒的表面性质，可以靶向到除肝脏外的其他器官或组织，达到靶向长效治疗的目的。李苏等［5］合成了聚乙二醇-聚合氨酸苄酯两亲段聚合物纳米胶束，包裹药物后减少药物被肝脏的代谢，延长药物在血浆中的循环时间，增加药物向特定组织的转运效率，能逃避肝脏的吸附并对胃可能具有靶向性。Lee［6］等制备了PEG化的空间稳定的紫杉醇固体脂质纳米粒，体外释放实验显示紫杉醇的释放缓慢并呈时间依赖性。Fang等［7］制备了3种不同粒径和表面用3种不同相对分子量MePEG修饰的重组人肿瘤坏死因子PEG化聚十六烷基氰基丙烯酸酯长循环纳米粒并考察了在小鼠体内的药动学，较高分子量MePEG和较小的粒径有利于提高其在体内肿瘤的靶向效率。沈斌等［8］研究了单硬脂酸甘油酯固体脂质纳米粒(MSLN)和经PEG200O修饰后的MSLN在小鼠体内的组织分布及其在大鼠体内的药动学， MSLN靶向肝脏，且经PEG2000修饰后的纳米粒体循环时间可显著延长。

3 固体脂质纳米粒(SLN)

SLN系以生物相容的天然或合成的类脂如甘油三酯、磷脂、长饱和脂肪酸等为骨架材料制成的药物分散在骨架材料中的NP。由于骨架材料在室温下是固体的，故称SLN。SLN主要被制成胶体溶液或冻干粉针后静脉注射给药，达到缓释，延长药物在循环系统或靶部位停留时间的目的。张典瑞等［9］通过静脉给药考察了冬凌草甲素固态类脂纳米粒在动物体内的组织分布及药动学，其能够增强药物的肝脾靶向性，提高药物生物利用度，并在一定程度上延长药物在动物体内的循环时间。

4 磁性纳米粒

磁性NP是将药物与适当的磁活性成分配制形成的药物稳定系统，其于足够强的外磁场作用下可逐渐地向靶位聚集，使其中所含药物得以定位释放，集中在病变部位发挥作用，同时降低药物全身分布所造成的毒副作用，从而大幅度地提高药物的生物利用度。它是一种高效、速效、低毒的新型制剂，主要由磁性材料、高分子骨架材料和药物三部分组成。郭跃华等［10］首次以碳包铁纳米笼为磁性内核，采用反相微乳法制备了卡铂碳包铁纳米笼壳聚糖微球，其具有长循环和肿瘤组织滞留潜能，磁靶向性强，可缓释药物。刘敬伟等［11］考察了丝裂霉素磁性纳米球的释药特点及其体内外抑制乳腺癌细胞生长的活性和特征，其在体外有明显的药物缓释效应，能在较长时间维持有效作用浓度，在体内外均表现出良好的抗癌杀瘤作用。黄广建等［12］制备的包碳纳米铁碳复合磁性载体颗粒细小均匀、磁靶向性能强、载药量大并具有缓释功能，更适合作为磁性药物载体用于肿瘤的靶向治疗。张阳德等［13］考察了5-氟尿嘧啶磁性脂质体纳米粒在大鼠体内的药动学，具有很强的肝脏靶向性和缓释性。Yang等［14］制备了聚己内酯磁性纳米粒，将抗癌药包裹在该磁性纳米粒中，体外释放可持续30天，是一种非常有潜力的磁靶向药物载体。Zhang等［15］将热敏聚合物材料包裹在磁靶向载药纳米粒中制成一种包裹智能聚合物的磁靶向给药系统。该纳米粒载体可作为一种通过外部温度的改变控制药物释放的较低副作用的长循环磁靶向纳米给药系统。

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5 免疫纳米粒

将单克隆抗体吸附或交联到载药NP上，可制成抗体导向的NP即免疫NP。其中的单克隆抗体可与靶细胞表面受体发生特异性的结合而使药物到达预定部位。黄开红等［16］以聚乳酸为载体材料，5-氟尿嘧啶作为模型药物制成聚乳酸白蛋白纳米微粒，再与抗VEGF单克隆抗体进行交联制成免疫纳米微粒，其具免疫导向和缓释药物双重活性功能，有利于提高肿瘤局部药物浓度。

6 免疫磁性纳米粒

磁靶向和生物特异靶向是目前常用的靶向方式。免疫磁性NP是为了加强药物的靶向功能，将磁靶向和单抗的特异性靶向结合起来制备出的一种具有双靶向功能的载药纳米微球。颜秋平等［17］用微乳化-离子交联方法制备包覆阿霉素的碳包铁/海藻酸钠复合纳米微球，以水溶性碳二亚胺为交联剂，将载药微球与单抗Habl8连接，制备出了具有磁靶向性和生物特异靶向性双重功能的免疫磁性药物纳米微球，不仅具有长时间药物缓释效果，而且能保持原有抗体的活性，能与人肝肿瘤SMMC-7721细胞特异性结合，为靶向治疗肝肿瘤提供了重要的体外实验基础和科学依据。

7 温度敏感性纳米粒

对温度敏感性纳米载体的研究是近年来新型高分子材料迅速发展的结果。Thomas等［18］报导了一种新型的温度敏感性纳米粒，其临界溶解温度为30℃，将C6载入该纳米粒中，体外缓慢释放至少可达一个月，在37℃以上优先被人体的MDA-MB-231乳腺癌细胞所摄取，其在热靶向和缓释C6用于实体瘤的治疗方面具有很大的潜力。

8 结语

靶向长效纳米药物载体是一类极具开发潜力且有广阔应用前景的新型药物载体，虽然这一载体系统还有许多问题有待解决，但由于其在肿瘤治疗中所具有的特殊优势，可以相信，随着相关交叉学科的互相渗透，纳米制剂技术的不断发展，有关该方面的研究及应用一定会快速发展。

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13 张阳德，刘鑫，彭健.5-氟尿嘧啶磁性脂质体纳米粒在大鼠体内药物动力学研究.中国现代医学杂志，2006，16(12):1772~1778.

14 Yang J，Park SB，Yoon HG，et al.Preparation of poly-caprolactone nanoparticles containing magnetite for magnetic drug carrier.International Journal of Pharmaceutics，2006，324(2):185~190.

15 Zhang J， Misra RDK.Magnetic drug-targeting carrier encapsulated with thermosensitive smart polymer: Core-shell nanoparticle carrier and drug release response.Acta Biomaterialia，2007，3(6):838~850.

16 黄开红，王凌云，赵晓龙，等.抗VEGF单克隆抗体偶联5-FU纳米微粒的初步研究.中国病理生理杂志，2007，23(2):258~261.

17 颜秋平，李富荣，汤顺清，等.免疫磁性海藻酸钠载药纳米微球的制备与评价.中国生物医学工程学报，2006，25(3):305~309.

第7篇：纳米粒的制备技术范文

关键词：钴纳米粒子，磁场诱导自组装，磁性，链状结构

 

1 引言

近十几年来，由于有序结构在制备纳米器件方面具有巨大的潜力以及纳米构筑单元在空间的有规律取向和排列有可能为其带来许多新颖的性质，自组装各种纳米尺度结构单元形成高度有序的功能化结构受到了学术界的广泛关注[1-5]。迄今为止，各国研究人员通过一系列的自组装技术已经得到了大量的一维、二维和三维有序结构[6-9]，在磁流体以及生物医学，高密度磁存储介质等领域中的巨大应用前景的刺激下，磁性纳米有序结构的制备与组装的研究也同样引起了极大的关注[10]。近几年来，利用化学合成方法，尤其是金属有机盐热分解法控制纳米磁性粒子形状和尺寸方面的研究取得了重大的进展[11-13]。然而，关于磁性纳米粒子有序结构的报道相对较少，这是由于存在附加的磁相互作用，使得磁性纳米材料的组装要远比其它非磁性体系复杂得多，因此要获得大量的磁性有序纳米结构就显得格外的困难。

与传统的一维纳米材料如纳米管期刊网，纳米线等相比较，磁性的纳米链状结构是一种新颖且重要的一维有序纳米材料，它是由若干个磁性纳米粒子沿某个确定的方向规则地排列而成的。正是由于这种独特的结构，使得它在许多方面有着非常重要的应用，尤其是在涉及到磁性转换和电子传输等相关领域[14]。目前人们多是利用刻有规律的凹槽或孔洞的硬膜板，比如一些多孔道材料和一些具有特殊形状的衬底材料，来获得磁性的纳米链结构[15,16]。另外，受磁性细菌中的磁性纳米链的启发，一些研究人员通过高度可控的生物矿化技术也获得单畴的磁性Fe3O4纳米粒子链[17-19]。本实验室在一维磁性链状结构的研究方面也取得了一些结果[20-24]。此外，Pileni和Sheparovych等首先在磁性纳米粒子的表面包覆上有机分子或聚电解质等来调节其磁相互作用的强弱后，然后再引入合适的外磁场。他们发现这些被包覆的磁性纳米粒子可以沿外磁场的方向有序地排列成一维链形结构[25-27]。这些文献报道都证明了磁场诱导自组装的确是获得一维有序磁性纳米链状结构的非常有效的手段。本文致力于在室温条件下用简单、易操作的方法磁诱导自组装制备出钴纳米粒子一维链状结构，探讨实验条件对一维链中粒子的大小以及间距的影响规律。通过磁测量，重点研究了两种不同粒径及间距的钴纳米粒子链状结构的磁有序特性，发现它们在室温都呈超顺磁性，而在10 K的低温条件下间距小的链呈弱铁磁性，对上述现象进行了分析和讨论。

2 实验部分

样品制备：

钴的一维纳米链制备方法的示意图如图1所示。称取 237.0 mg 六水合氯化钴和2.0～15.0 g 十六烷基聚乙烯吡咯烷酮，置于250 mL锥形瓶中。再加入此前已经过通氮气30分钟去氧处理过的蒸馏水100 mL，盖好锥形瓶盖并剧烈摇晃至PVP基本溶解，而后超声15分钟使得溶液完全澄清后在通氮气的条件下用磁力搅拌器搅拌40分钟，用40mL 去氧蒸馏水溶解40.0 mg硼氢化钠配制成1.0 g/L的硼氢化钠水溶液，用滴管逐滴地将新制备的1.0 g/L的硼氢化钠溶液逐滴缓慢地滴入到第一步配好的二价钴离子和PVP水溶液中，整个滴加过程始终保持通氮气和磁力搅拌。在滴加过程中，溶液颜色从粉红到黄到黑地逐渐转变。最后溶液呈现出明亮的乌黑色，表明钴单质已经被还原出来了。还原剂全部滴加完后，马上停止搅拌和通氮气。此时有良好分散性的钴纳米粒子已经制得。接下来将产物转移到烧杯中，放在不同磁场强度（1200、2000和3600 Oe）的NdFeB 磁铁上进行诱导自组装。在磁场作用下，钴纳米粒子经过极其缓慢的沉降，大约需要 6～12 小时，纳米粒子大部分集中到烧杯底部。弃去上层清液期刊网，产物先用蒸馏水洗涤三遍再用无水乙醇洗涤，最后用真空干燥箱在40度下干燥6小时。

图1样品制备示意图

样品测试：

样品的物相和纯度用X射线衍射仪（XRD）进行表征，仪器型号为：Philip X’Pert PRO多晶X-射线衍射仪，X-射线源为Cu-Ka辐射(l= 1.54178 ?），产品的形貌和结构分析用场发射扫描电子显微镜（FE-SEM，JEOLJSM-6700M），透射电子显微镜（TEM，Hitachi Model H-800）和高分辨透射电子显微镜（HRTEM，JEOL-2010）进行观察，样品的磁性用Quantum Design MPMS超导量子干涉仪测量，样品的磁滞回线分别在10 和300 K的温度下测得，外加磁场范围为 -5000 到 +5000 Oe。

3. 结果与讨论

图2(a)样品的XRD衍射花样， (b)样品粒子的高分辨电镜照片

由图2(a)可见，只在衍射角2θ为40~50度范围内有一个小衍射包，因此可以推测产物中的钴纳米粒子很可能是无定形（非晶）态。为了进一步证实这个推断，我们再次通过高分辨电子透射显微镜成像和选区电子衍射图对产物进行了深入的分析。从图2(b)高分辨透射电镜显微图像可见：产物中所有的粒子都呈现无规堆积的结构，并无明显的晶格条纹，而且电子衍射图案中也只是可以看见一些模糊的亮环，并没有明锐的亮点或者明亮清晰的衍射环。上述两种证据都倾向于支持产物中的纳米粒子具有非晶态结构。由此我们可以认为实验中制得的纳米粒子是无定形态的。产生这个结果的原因可能是由于纳米粒子的制备反应是在室温下进行的，环境温度还没有达到金属钴的结晶温度，而且纳米粒子表面能较高，倾向于压缩和破坏晶格结构，所以结晶就需要更高的温度。

为了调控链中钴纳米粒子的大小和间距，我们通过改变PVP用量、磁场大小、磁化时间、搅拌强度、滴定速度和反应温度等条件来研究其对钴纳米链的产生、生长和形态的影响。通过分析不同条件下产物的TEM照片，我们发现：PVP的用量主要是调节体系的粘度和空间位阻，随着PVP用量的提高，钴粒子的大小及间距有增大的趋势。但是当PVP用量过量时（如：15 g/100mL），会造成体系团聚现象，非常不利于生成典型的链状结构。磁场的大小控制了纳米链的形状结构期刊网，无外加磁场不能成链，较弱的磁场能组装成短而长的纳米链，而较强的磁场组装成的纳米链粗而短。钴纳米链随着磁化时间的增加而变长，当磁化时间超过12小时，再继续延长磁化时间影响不明显。搅拌速度的快慢控制着产物的均匀性，只有当搅拌速度适中时，纳米链的形态才比较规整且分散性良好。滴定速度的快慢控制着钴纳米链粒径的大小，滴定速度快时粒径较大且大小不均一，只有缓慢平稳的滴定速度才能较好地控制粒径的大小。

图3两种不同粒径及间距大小的钴纳米粒子链，磁场诱导自组装结构的TEM照片，（a，b）样品 X1（c, d）样品X2; (e)样品X2的SEM照片

通过择优选择上述各种条件，我们得到了一系列粒子大小为20~40 nm、粒径为几纳米到20 nm的多组钴纳米链。从中我们挑选出2种典型的钴纳米链，并对其形貌及磁性进行了深入研究。图3给出了两种不同粒径及间距大小的钴纳米粒子组装结构的TEM照片。由图3（a, b）可以看出：链中钴纳米粒子的粒径基本控制在20 nm左右，粒子间距大约在10 nm左右，我们称其为样品X1，粒子表面包裹了比较薄的一层PVP膜层。图(c, d)为另一种不同类型的链，在这种结构中钴粒子较大且呈椭圆状，连接比较紧密，粒径大约在30 nm左右，粒子间距约为5 nm左右，我们称其为样品X2。图3(e)为样品X2钴链状结构的SEM照片，从中我们也可以看出这种钴纳米粒子在磁场下自组装为一维链状结构，外面包裹了一层比较厚的PVP膜层，所以不太容易看出内部单个的颗粒。但是对照前面的TEM照片，可以证明生成的是一维链状的钴纳米结构，外部包裹着PVP。

 

图4两种不同间距纳米链在10和300 K时的M-H曲线，

插图为正图中心部位的放大图

图4为对两种不同间距纳米链在10和300 K温度时用超导量子干涉磁力仪（SQUID）进行磁测量的结果。室温下样品X1的矫顽力为79 Oe，比饱和磁矩为40 emu/g期刊网，样品X2的矫顽力为81 Oe，比饱和磁矩为42.2 emu/g。由此可以看出其比饱和磁矩（sS）值远低于块状材料 Co的sS值（168 emu/g）,这可能与样品为非晶态特征、纳米尺寸效应以及外包裹的PVP的含量较高等因素有关。我们还可以看出链间距短的纳米链（样品X2）的磁性略强于链间距长（样品X1）的钴纳米链。由于样品外包裹着PVP层，而样品体积太小PVP层很难被清除，所以在计算比饱和磁矩时无法去除PVP的重量，这样也导致了样品的比饱和磁矩较低。如图3（a）和（c）所示，样品X1外层所包PVP层较薄，而样品X2外层所包PVP层较厚，所以样品X1中PVP质量百分比应该高于样品X2，这也是两种产物的比饱和磁矩相差并不是很大的原因。结合图3的结果，可以推论：间距长的纳米链更容易类似于单个纳米粒子的超顺磁性状态，而间距短的钴纳米链更容易趋近于铁磁性的钴纳米线的状态。从图中我们还可以发现，室温时两种样品都没有出现明显的磁滞现象，说明此时钴纳米粒子处于超顺磁态。在低温下（10 K），样品X1的矫顽力（HC）为198 Oe，比饱和磁矩为54.6 emu/g，呈弱铁磁性。较大的矫顽力说明一维链中钴纳米粒子之间存在明显的铁磁耦合，这也证明了这种链状结构类似于一个整体的磁性纳米线，而不是简单的单个纳米粒子的堆积体。

4 结论：

参考文献：

[1]Collier,C. P.; Vossmeyer, T.; Heath, J. R. Annu. Rev. Phys. Chem. 1998, 49,371.

[2]Whitesides, G. M.; Boncheva,M. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2002, 99, 4769.

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[5]Sahoo, Y.; Cheon, M.; Wang,S.; Luo, H.; Furlani, E. P.; Prasad, P. N.

J.Phys. Chem. B 2004, 108, 3380.

第8篇：纳米粒的制备技术范文

1982年，Boutonmt首先报道了应用微乳液制备出了纳米颗粒：用水合胼或者氢气还原在W／O型微乳液水核中的贵金属盐，得到了单分散的Pt，Pd，Ru，Ir金属颗粒（3～nm）。从此以后，不断有文献报道用微乳液合成各种纳米粒子。本文从纳米粒子制备的角度出发，论述了微乳反应器的原理、形成与结构，并对微乳液在纳米材料制备领域中的应用状况进行了阐述。

1微乳反应器原理

在微乳体系中，用来制备纳米粒子的一般是W／O型体系，该体系一般由有机溶剂、水溶液。活性剂、助表面活性剂4个组分组成。常用的有机溶剂多为C6～C8直链烃或环烷烃；表面活性剂一般有AOT［2一乙基己基］磺基琥珀酸钠］。AOS、SDS（十二烷基硫酸钠）、SDBS（十六烷基磺酸钠）阴离子表面活性剂、CTAB（十六烷基三甲基溴化铵）阳离子表面活性剂、TritonX（聚氧乙烯醚类）非离子表面活性剂等；助表面活性剂一般为中等碳链C5～C8的脂肪酸。

W／O型微乳液中的水核中可以看作微型反应器（Microreactor）或称为纳米反应器，反应器的水核半径与体系中水和表面活性剂的浓度及种类有直接关系，若令W＝［H2O／［表面活性剂］，则由微乳法制备的纳米粒子的尺寸将会受到W的影响。利用微胶束反应器制备纳米粒子时，粒子形成一般有三种情况（可见图1、2、3所示）。

（l）将2个分别增溶有反应物A、B的微乳液混合，此时由于胶团颗粒间的碰撞，发生了水核内物质的相互交换或物质传递，引起核内的化学反应。由于水核半径是固定的，不同水核内的晶核或粒子之间的物质交换不能实现，所以水核内粒子尺寸得到了控制，例如由硝酸银和氯化钠反应制备氯化钠纳粒。

（2）一种反应物在增溶的水核内，另一种以水溶液形式（例如水含肼和硼氢化钠水溶液）与前者混合。水相内反应物穿过微乳液界面膜进入水核内与另一反应物作用产生晶核并生长，产物粒子的最终粒径是由水核尺寸决定的。例如，铁，镍，锌纳米粒子的制备就是采用此种体系。

（3）一种反应物在增溶的水核内，另一种为气体（如O2、NH3，CO2），将气体通入液相中，充分混合使两者发生反应而制备纳米颗粒，例如，Matson等用超临界流体一反胶团方法在AOT一丙烷一H2O体系中制备用Al（OH）3胶体粒子时，采用快速注入干燥氨气方法得到球形均分散的超细Al（OH）3粒子，在实际应用当中，可根据反应特点选用相应的模式。

2微乳反应器的形成及结构

和普通乳状液相比，尽管在分散类型方面微乳液和普通乳状液有相似之处，即有O/W型和W／O型，其中W／O型可以作为纳米粒子制备的反应器。但是微乳液是一种热力学稳定的体系，它的形成是自发的，不需要外界提供能量。正是由于微乳液的形成技术要求不高，并且液滴粒度可控，实验装置简单且操作容易，所以微乳反应器作为一种新的超细颗粒的制备方法得到更多的研究和应用。

2．1微乳液的形成机理

Schulman和Prince等提出瞬时负界面张力形成机理。该机理认为：油/水界面张力在表面活性剂存在下将大大降低，一般为l～10mN／m，但这只能形成普通乳状液。要想形成微乳液必须加入助表面活性剂，由于产生混合吸附，油/水界面张力迅速降低达10-3～10-5mN／m，甚至瞬时负界面张力Y＜0。但是负界面张力是不存在的，所以体系将自发扩张界面，表面活性剂和助表面活性剂吸附在油/水界面上，直至界面张力恢复为零或微小的正值，这种瞬时产生的负界面张力使体系形成了微乳液。若是发生微乳液滴的聚结，那么总的界面面积将会缩小，复又产生瞬时界面张力，从而对抗微乳液滴的聚结。对于多组分来讲，体系的Gibbs公式可表示为：

--dγ=∑Гidui=∑ГiRTdlnCi

（式中γ为油/水界面张力，Гi为i组分在界面的吸附量，ui为I组分的化学位，Ci为i组分在体相中的浓度）

上式表明，如果向体系中加入一种能吸附于界面的组分（Г＞0），一般中等碳链的醇具有这一性质，那么体系中液滴的表面张力进一步下降，甚至出现负界面张力现象，从而得到稳定的微乳液。不过在实际应用中，对一些双链离子型表面活性剂如AOT和非离子表面活性剂则例外，它们在无需加入助表面活性剂的情况下也能形成稳定的微乳体系，这和它们的特殊结构有关。

2．2微乳液的结构

RObbins，MitChell和Ninham从双亲物聚集体的分子的几何排列角度考虑，提出了界面膜中排列的几何排列理论模型，成功地解释了界面膜的优先弯曲和微乳液的结构问题。

目前，有关微乳体系结构和性质的研究方法获得了较大的发展，较早采用的有光散射、双折射、电导法、沉降法、离心沉降和粘度测量法等；较新的有小角中子散射和X射线散射、电子显微镜法。正电子湮灭、静态和动态荧光探针法、NMR、ESR（电子自旅共振）、超声吸附和电子双折射等。

3微乳反应器的应用——纳米颗粒材料的制备

3．1纳米催化材料的制备

利用W／O型微乳体系可以制备多相反应催化剂，Kishida。等报道了用该方法制备

Rh／SiO2和Rh/ZrO2载体催化剂的新方法。采用NP－5/环已烷／氯化铑微乳体系，非离子表面活性剂NP－5的浓度为0.5mol/L，氯化铑在溶液中浓度为0．37mol／L，水相体积分数为0．11。25℃时向体系中加入还原剂水含肼并加入稀氨水，然后加入正丁基醇锆的环乙烷溶液，强烈搅拌加热到40℃而生成淡黄色沉淀，离心分离和乙醇洗涤，80℃干燥并在500℃的灼烧3h，450℃下用氧气还原2h，催化剂命名为“ME”。通过性能检测，该催化剂活性远比采用浸渍法制得的高。

3．2无机化合物纳粒的制备

利用W／O型微乳体系也可以制备无机化合物，卤化银在照像底片乳胶中应用非常重要，尤其是纳米级卤化银粒子。用水一AOT一烷烃微乳体系合成了AgCl和AgBr纳米粒子，AOT浓度为0．15mol／L，第一个微乳体系中硝酸银为0．4mol／L，第二个微乳体系中NaCl或NaBr为0．4mol／L，混合两微乳液并搅拌，反应生成AgCl或AgBr纳米颗粒。

又以制备CaCO3为例，微乳体系中含Ca(OH)2，向体系中通入CO2气体，CO2溶入微乳液并扩散，胶束中发生反应生成CaCO3颗粒，产物粒径为80～100nm。

3．3聚合物纳粒的制备

利用W／O型微乳体系可以制备有机聚丙烯酸胺纳粒。在20mlAOTt——正己烷溶液中加入0．1mlN－N一亚甲基双丙烯酰胺（2mg／rnl）和丙烯酰胺（8mg／ml）的混合物，加入过硫酸铵作为引发剂，在氮气保护下聚合，所得产物单分散性较好。

3．4金属单质和合金的制备

利用W／O型微乳体系可以制备金属单质和合金，例如在AOT－H2O－n—heptane体系中，一种反相微胶束中含有0．lmol／LNiCl2，另一反相微胶束中含有0.2mol/LNaBH4，混合搅拌，产物经分离、干燥并在300℃惰性气体保护下结晶可得镍纳米颗粒。在某微乳体系中含有0．0564mol/L，FeC12和0．2mol／LNiCl2，另一体系中含有0．513mol/LNaBH4溶液，混合两微乳体系进行反应，产物经庚烷、丙酮洗涤，可以得到Fe－Ni合金微粒（r=30nm）。

3．5磁性氧化物颗粒的制备

利用W／O型微乳体系可以制备氧化物纳米粒子，例如在AOT－H2O－n－heptane体系中，一种乳液中含有0．15mol／LFeCl2和0．3mol／LFeCl3，另一体系中含有NH4OH，混合两种微乳液充分反应，产物经离心，用庚烷、丙酮洗涤并干燥，可以得到Fe3O4纳粒（r=4nm）。

3．6高温超导体的制备

利用W／O型微乳体系可以合成超导体，例如在水一CTAB一正丁醇一辛烷微乳体系中，一个含有机钇、钡和铜的硝酸盐的水溶液，三者之比为1：2：3；另一个含有草酸铵溶液作为水相，混合两微乳液，产物经分离，洗涤，干燥并在820℃灼烧2h，可以得到Y－Ba－Cu—O超导体，该超导体的Tc为93K。另外在阴离子表面活性剂IgegalCO－430微乳体系中，混合Bi、Pb、Sr、Ca和Cu的盐及草酸盐溶液，最终可以制得Bi－Pb－Sr－Ca－Cu—O超导体，经DC磁化率测定，可知超导转化温度为Tc＝112K，和其它方法制备的超导体相比，它们显示了更为优越的性能。

目前对纳米颗粒材料的研究方法比较多，较直接的方法有电镜观测（SEM、TEM、STEM、STM等）；间接的方法有电子、X一射线衍射法（XRD），中子衍射，光谱方法有EXAFS，NEXAFS，SEX－AFS，ESR，NMR，红外光谱，拉曼光谱，紫外一可见分光光度法（UV－VIS），荧光光谱及正电子湮没，动态激光光散射（DLS）等。

第9篇：纳米粒的制备技术范文

1微乳反应器原理

在微乳体系中，用来制备纳米粒子的一般是W／O型体系，该体系一般由有机溶剂、水溶液。活性剂、助表面活性剂4个组分组成。常用的有机溶剂多为C6～C8直链烃或环烷烃；表面活性剂一般有AOT［2一乙基己基］磺基琥珀酸钠］。AOS、SDS（十二烷基硫酸钠）、SDBS（十六烷基磺酸钠）阴离子表面活性剂、CTAB（十六烷基三甲基溴化铵）阳离子表面活性剂、TritonX（聚氧乙烯醚类）非离子表面活性剂等；助表面活性剂一般为中等碳链C5～C8的脂肪酸。

W／O型微乳液中的水核中可以看作微型反应器（Microreactor）或称为纳米反应器，反应器的水核半径与体系中水和表面活性剂的浓度及种类有直接关系，若令W＝［H2O／［表面活性剂］，则由微乳法制备的纳米粒子的尺寸将会受到W的影响。利用微胶束反应器制备纳米粒子时，粒子形成一般有三种情况（可见图1、2、3所示）。

（l）将2个分别增溶有反应物A、B的微乳液混合，此时由于胶团颗粒间的碰撞，发生了水核内物质的相互交换或物质传递，引起核内的化学反应。由于水核半径是固定的，不同水核内的晶核或粒子之间的物质交换不能实现，所以水核内粒子尺寸得到了控制，例如由硝酸银和氯化钠反应制备氯化钠纳粒。

（2）一种反应物在增溶的水核内，另一种以水溶液形式（例如水含肼和硼氢化钠水溶液）与前者混合。水相内反应物穿过微乳液界面膜进入水核内与另一反应物作用产生晶核并生长，产物粒子的最终粒径是由水核尺寸决定的。例如，铁，镍，锌纳米粒子的制备就是采用此种体系。

（3）一种反应物在增溶的水核内，另一种为气体（如O2、NH3，CO2），将气体通入液相中，充分混合使两者发生反应而制备纳米颗粒，例如，Matson等用超临界流体一反胶团方法在AOT一丙烷一H2O体系中制备用Al（OH）3胶体粒子时，采用快速注入干燥氨气方法得到球形均分散的超细Al（OH）3粒子，在实际应用当中，可根据反应特点选用相应的模式。

2微乳反应器的形成及结构

和普通乳状液相比，尽管在分散类型方面微乳液和普通乳状液有相似之处，即有O/W型和W／O型，其中W／O型可以作为纳米粒子制备的反应器。但是微乳液是一种热力学稳定的体系，它的形成是自发的，不需要外界提供能量。正是由于微乳液的形成技术要求不高，并且液滴粒度可控，实验装置简单且操作容易，所以微乳反应器作为一种新的超细颗粒的制备方法得到更多的研究和应用。

2．1微乳液的形成机理

Schulman和Prince等提出瞬时负界面张力形成机理。该机理认为：油/水界面张力在表面活性剂存在下将大大降低，一般为l～10mN／m，但这只能形成普通乳状液。要想形成微乳液必须加入助表面活性剂，由于产生混合吸附，油/水界面张力迅速降低达10-3～10-5mN／m，甚至瞬时负界面张力Y＜0。但是负界面张力是不存在的，所以体系将自发扩张界面，表面活性剂和助表面活性剂吸附在油/水界面上，直至界面张力恢复为零或微小的正值，这种瞬时产生的负界面张力使体系形成了微乳液。若是发生微乳液滴的聚结，那么总的界面面积将会缩小，复又产生瞬时界面张力，从而对抗微乳液滴的聚结。对于多组分来讲，体系的Gibbs公式可表示为：

--dγ=∑Гidui=∑ГiRTdlnCi

（式中γ为油/水界面张力，Гi为i组分在界面的吸附量，ui为I组分的化学位，Ci为i组分在体相中的浓度）

上式表明，如果向体系中加入一种能吸附于界面的组分（Г＞0），一般中等碳链的醇具有这一性质，那么体系中液滴的表面张力进一步下降，甚至出现负界面张力现象，从而得到稳定的微乳液。不过在实际应用中，对一些双链离子型表面活性剂如AOT和非离子表面活性剂则例外，它们在无需加入助表面活性剂的情况下也能形成稳定的微乳体系，这和它们的特殊结构有关。

2．2微乳液的结构

RObbins，MitChell和Ninham从双亲物聚集体的分子的几何排列角度考虑，提出了界面膜中排列的几何排列理论模型，成功地解释了界面膜的优先弯曲和微乳液的结构问题。

目前，有关微乳体系结构和性质的研究方法获得了较大的发展，较早采用的有光散射、双折射、电导法、沉降法、离心沉降和粘度测量法等；较新的有小角中子散射和X射线散射、电子显微镜法。正电子湮灭、静态和动态荧光探针法、NMR、ESR（电子自旅共振）、超声吸附和电子双折射等。

3微乳反应器的应用――纳米颗粒材料的制备

3．1纳米催化材料的制备

利用W／O型微乳体系可以制备多相反应催化剂，Kishida。等报道了用该方法制备

Rh／SiO2和Rh/ZrO2载体催化剂的新方法。采用NP－5/环已烷／氯化铑微乳体系，非离子表面活性剂NP－5的浓度为0.5mol/L，氯化铑在溶液中浓度为0．37mol／L，水相体积分数为0．11。25℃时向体系中加入还原剂水含肼并加入稀氨水，然后加入正丁基醇锆的环乙烷溶液，强烈搅拌加热到40℃而生成淡黄色沉淀，离心分离和乙醇洗涤，80℃干燥并在500℃的灼烧3h，450℃下用氧气还原2h，催化剂命名为“ME”。通过性能检测，该催化剂活性远比采用浸渍法制得的高。

3．2无机化合物纳粒的制备

利用W／O型微乳体系也可以制备无机化合物，卤化银在照像底片乳胶中应用非常重要，尤其是纳米级卤化银粒子。用水一AOT一烷烃微乳体系合成了AgCl和AgBr纳米粒子，AOT浓度为0．15mol／L，第一个微乳体系中硝酸银为0．4mol／L，第二个微乳体系中NaCl或NaBr为0．4mol／L，混合两微乳液并搅拌，反应生成AgCl或AgBr纳米颗粒。

又以制备CaCO3为例，微乳体系中含Ca(OH)2，向体系中通入CO2气体，CO2溶入微乳液并扩散，胶束中发生反应生成CaCO3颗粒，产物粒径为80～100nm。

3．3聚合物纳粒的制备

利用W／O型微乳体系可以制备有机聚丙烯酸胺纳粒。在20mlAOTt――正己烷溶液中加入0．1mlN－N一亚甲基双丙烯酰胺（2mg／rnl）和丙烯酰胺（8mg／ml）的混合物，加入过硫酸铵作为引发剂，在氮气保护下聚合，所得产物单分散性较好。

3．4金属单质和合金的制备

利用W／O型微乳体系可以制备金属单质和合金，例如在AOT－H2O－n―heptane体系中，一种反相微胶束中含有0．lmol／LNiCl2，另一反相微胶束中含有0.2mol/LNaBH4，混合搅拌，产物经分离、干燥并在300℃惰性气体保护下结晶可得镍纳米颗粒。在某微乳体系中含有0．0564mol/L，FeC12和0．2mol／LNiCl2，另一体系中含有0．513mol/LNaBH4溶液，混合两微乳体系进行反应，产物经庚烷、丙酮洗涤，可以得到Fe－Ni合金微粒（r=30nm）。

3．5磁性氧化物颗粒的制备

利用W／O型微乳体系可以制备氧化物纳米粒子，例如在AOT－H2O－n－heptane体系中，一种乳液中含有0．15mol／LFeCl2和0．3mol／LFeCl3，另一体系中含有NH4OH，混合两种微乳液充分反应，产物经离心，用庚烷、丙酮洗涤并干燥，可以得到Fe3O4纳粒（r=4nm）。

3．6高温超导体的制备

利用W／O型微乳体系可以合成超导体，例如在水一CTAB一正丁醇一辛烷微乳体系中，一个含有机钇、钡和铜的硝酸盐的水溶液，三者之比为1：2：3；另一个含有草酸铵溶液作为水相，混合两微乳液，产物经分离，洗涤，干燥并在820℃灼烧2h，可以得到Y－Ba－Cu―O超导体，该超导体的Tc为93K。另外在阴离子表面活性剂IgegalCO－430微乳体系中，混合Bi、Pb、Sr、Ca和Cu的盐及草酸盐溶液，最终可以制得Bi－Pb－Sr－Ca－Cu―O超导体，经DC磁化率测定，可知超导转化温度为Tc＝112K，和其它方法制备的超导体相比，它们显示了更为优越的性能。

目前对纳米颗粒材料的研究方法比较多，较直接的方法有电镜观测（SEM、TEM、STEM、STM等）；间接的方法有电子、X一射线衍射法（XRD），中子衍射，光谱方法有EXAFS，NEXAFS，SEX－AFS，ESR，NMR，红外光谱，拉曼光谱，紫外一可见分光光度法（UV－VIS），荧光光谱及正电子湮没，动态激光光散射（DLS）等。