聚乙二醇-6000/Fe3O4磁流体的制备及性质研究

赵艳艳，卢来春，张蓉，黄华（1.重庆医科大学药学院，重庆市 400016；.第三军医大学大坪医院，重庆市 40001；.第三军医大学新桥医院，重庆市 40007）

·制剂与工艺·

聚乙二醇-6000/Fe3O4磁流体的制备及性质研究

赵艳艳1＊，卢来春2，张蓉3，黄华1#（1.重庆医科大学药学院，重庆市 400016；2.第三军医大学大坪医院，重庆市 400012；3.第三军医大学新桥医院，重庆市 400037）

目的：制备聚乙二醇（PEG）-6000/Fe3O4磁流体并表征其性质。方法：采用化学共沉淀法制备PEG-6000/Fe3O4磁流体，并用透射电子显微镜、激光粒度测定仪、振动样品磁强计、红外分光光度计等来表征磁流体纳米粒的性质。结果：制得的Fe3O4磁流体表面成功包裹了PEG；平均粒径为（10±6）nm；饱和磁化强度为76.22 emu·g－1，顺磁性良好；24 h的沉降率为16.8%；纳米粒中铁的含量为69.3%。结论：Fe3O4磁流体经PEG包裹后不但其分散性能得到改善，且磁性保持良好。

Fe3O4磁流体；聚乙二醇- 6000；化学共沉淀法；制备；性质

磁流体既具有磁性固体材料的磁性，又具有液体的流动性，其特殊的物理、化学性能使其在化工、机械、环保、医疗等领域具有广阔的应用前景。在生物医学方面，可用于细胞和病毒分离、靶向药物载体、X射线及磁共振成像（MRI）造影剂、肿瘤热疗等，其中以磁流体为载体的靶向磁性微球、磁性脂质体等为肿瘤治疗带来了新的契机和希望[1，2]。

Fe3O4是用做磁流体研究较成熟的磁性材料，无毒，容易制备[3]，化学共沉淀法是制备磁性纳米Fe3O4的常用方法；但由于超顺磁性纳米粒的粒径为纳米级，比表面积较大，易聚集沉降，因此常用表面活性剂对磁性纳米粒进行表面修饰，改善磁流体的分散性。聚乙二醇（PEG）-6000是一种稳定的亲水性表面活性剂，无毒无刺激性，其水溶液可作为助悬剂[4]。本试验欲以PEG-6000为表面活性剂，制备水基PEG-6000/Fe3O4磁流体，并对其形貌、粒度分布、磁性、分散性能等特征进行表征，验证Fe3O4表面是否包裹了PEG，为磁性靶向药物的制备提供一种磁性载体材料。

1 材料

1.1 试药

氯化亚铁（FeCl2·4H2O，中国上海松凯实业有限公司）、三氯化铁（FeCl3·6H2O，国药集团化学试剂有限公司）、氢氧化钠（重庆化学试剂厂）、PEG-6000（上海合成洗涤剂二厂）均为分析纯；氮气（重庆朝阳气体有限公司）。

1.2 仪器

78-1型磁力加热搅拌器（江苏金坛市中大仪器厂）；CSF-1A超声波发生器（上海超声仪器厂）；TECNAI-10透射电子显微镜（TEM，荷兰Philips公司）；Zetasizer-3000HSA激光粒度测定仪（英国Malvern公司）；FT-IR红外分光光度计（美国Perkin Elmer公司）；Modle EV11-振动样品磁强计（VSM，美国ADE公司）。

2 方法与结果

2.1 磁流体的制备工艺

室温下，称取一定量PEG-6000溶解于200 mL去离子水中，氮气保护下，将氯化亚铁与氯化铁溶液按Fe2+∶Fe3+摩尔比1∶1加入PEG水溶液中，搅拌使混合均匀，搅拌下加入2 mol· L－1氢氧化钠溶液调pH值至11，然后加热至60℃，维持该温度搅拌熟化30 min，反应完毕后置于磁铁上加速沉淀，沉淀用去离子水充分洗涤。将洗涤完的沉淀加入一定浓度PEG-6000水溶液搅拌分散，100 mA超声15 min分散即得到磁流体。

2.2 磁流体的性质表征

2.2.1 TEM检测磁流体的形貌和粒径。胶头滴管吸取磁流体，滴1滴于附有支撑膜的铜网上，铜网置于滤纸上，于红外灯下干燥后，置于TEM下观察纳米粒子的形貌和粒径，详见图1。

TEM结果显示，所得磁性纳米粒呈圆球形，平均粒径为（10±6）nm，粒径分布均匀，所制备的超微磁性纳米粒在10 nm左右，可用于注射用磁性药物系统的制备[5]，而且10 nm左右的磁性纳米粒在热疗中的升温效果更明显[6]。

图1 磁流体的电镜图Fig 1 TEM of particles of magnetic fluids

2.2.2 激光粒度测定仪检测所制备磁流体的粒径分布情况。结果见图2。

图2 磁流体粒径分布图Fig 2 Particle size distribution of magnetic fluids

激光粒度仪分析结果显示，磁性纳米粒的平均直径为（100±67）nm。

2.2.3 磁流体磁性能检测。磁流体冻干后，取0.042 1 g样品，用VSM测其磁性；并用软件origin7.5处理数据，得到磁性纳米粒的磁滞曲线（M-H）曲线，见图3（其中：纵坐标为样品的饱和磁化强度M，单位为emu；横坐标为外加磁场强度H，单位为Oe）。

图3 磁流体的M-H磁滞曲线Fig 3 M-H curve of magnetic nanoparticles

图3结果显示，当外加磁场强度增加至20 000 Oe时，0.042 1 g样品的饱和磁化强度为3.209 emu，即所制备磁性纳米粒饱和磁化强度为76.22 emu·g－1，顺磁性良好；而且磁滞曲线是一条过原点的曲线，说明当外加磁场为0时，所制备磁性纳米粒几乎没有剩磁，具有超顺磁性。

2.2.4 PEG修饰前、后磁性纳米粒表面基团的改变。取PEG、PEG/Fe3O4、Fe3O4进行红外光谱表征，结果详见图4。

由图4可知，PEG-6000/Fe3O4不仅在567 nm波长处出现了Fe3O4的特征吸收峰，而且在1 457.9、1 350.0、1 095.99、948.84 nm波长处出现了PEG的特征吸收峰，说明Fe3O4表面被PEG修饰。

图4 PEG、PEG/Fe3O4、Fe3O4的红外光谱图Fig 4 Infrared spectrophotometer of PEG，PEG/Fe3O4and Fe3O4

2.2.5 PEG对磁流体分散性的影响。通过磁流体沉降率，考察PEG对磁流体分散性的影响。

沉降率的测定：按“2.1”项下方法，分别在无PEG-6000和15%PEG-6000的水溶液中制备磁性纳米粒，充分洗涤后超声分散于去离子水中，得到Fe3O4质量浓度为5 mg·L－1的混悬液，氮气封存，3 d后分离上层混悬液和下层沉淀，常规冻干，由所得固体的质量算出沉降率。沉降率的计算公式：

结果发现，PEG/Fe3O424 h的沉降率为16.8%，单纯Fe3O424 h的沉降率为33.7%，表明Fe3O4磁性纳米粒包裹PEG后，分散性能明显得到改善。

2.2.6 磁流体中铁含量的测定。采用邻二氮菲比色法测定铁的含量[7]：用浓盐酸溶解Fe3O4纳米粒，调pH至中性，加入盐酸羟胺溶液、邻二氮菲和醋酸钠溶液，稀释至一定浓度，在510 nm波长处测其吸光度，与标准硫酸铁铵溶液铁离子浓度比较，计算铁的含量。测得Fe3O4纳米粒中铁的含量为69.3%。由于Fe3O4纳米粒表面包裹了PEG，故略小于其理论含量72.4%。该结果表明，制备的磁性纳米粒中主要是Fe3O4。

3 讨论

PEG分子中每一个单位有2个平行的螺旋线，螺旋线空间能包裹大量药物，而且安全无毒。本文采用PEG-6000为表面活性剂，在制备磁性粒子的同时对其进行包裹，提高其稳定性。但PEG的浓度可影响磁性纳米粒的形貌和粒径，因此，参照文献[8]，本文制备Fe3O4时PEG-6000水溶液的浓度为150 g· L－1。

激光粒度仪分析结果与TEM结果相差较大，其原因有：（1）TEM检测的是磁性纳米粒的磁核直径，而激光散射粒度仪检测的是磁性纳米粒的水化直径；（2）激光散射测定时磁性纳米粒发生软团聚，测试所得结果不是单个晶体的粒径。

本文采用化学共沉淀法成功制备了水基PEG-6000/Fe3O4磁流体，其外貌为球形或类球形，平均粒径为（10±6）nm；顺磁性良好，饱和磁化强度为76.22 emu·g－1；磁性纳米粒表面包裹的PEG，提高了其在水性介质中的分散性，可以作为磁性靶向药物的磁性材料。

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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）

＊硕士研究生。研究方向：缓控释药物制剂。电话：023-68581750。E-mail：zhaoyanyan2008@163.com

#通讯作者：教授，硕士。研究方向：缓控释药物制剂。电话：023-68485078