前言

Fe₃O₄磁性纳米材料具有超顺磁性、低毒性等优异性能，近年来其在造影剂方面的应用引起了科学家的广泛关注。研究者通过对Fe₃O₄磁性纳米粒子进行表面修饰，来改善其性能，使之更好地应用到不同领域，也期望通过这些修饰达到以下目的①使纳米粒子的表面带有不同的基团，提高其表面活性；②改变纳米粒子的形貌并提高其分散性；③增强纳米粒子与其他物质的相容性，使其具有新的功能；④改善磁响应性，使纳米粒子在磁场作用下能够快速响应^[1]。

一、无机纳米材料修饰

1.1 Au修饰的Fe₃O₄磁性纳米颗粒

壳层金纳米粒子是最稳定的纳米尺度贵金属，由金包覆四氧化三铁的核壳型磁性纳米颗粒将不同功能的纳米颗粒有机结合在一起，使得复合纳米粒子具有每一种单体的性质。刘^[2]等人利用共沉淀法制备了Fe₃O₄磁性纳米粒子，加入柠檬酸三钠(使Au³⁺更好的吸附在纳米颗粒表面)，然后用聚丙烯胺作为稳定剂与还原剂还原Au³⁺，使Au包覆在纳米颗粒表面，最后在Au表面修饰巯基化合物，制得一种新型的具有巯基修饰且水溶性良好的核壳式Fe₃O₄@Au磁性复合纳米材料。这种纳米材料的表面比较粗糙，分散性好，粒径尺寸比较单一，并且具有较好的水溶性，良好的超顺磁性，磁分离效果很好。Yuan等^[3]人使用共沉淀法合成了Fe₃O₄纳米材料，并使用柠檬酸钠及HAuCl₄制备Fe₃O₄@Au纳米材料。相比裸露的Fe₃O₄纳米材料，金修饰后的这种纳米材料具有形状均匀、粒度分布窄、稳定性高、与神经生长因子结合更容易。这种超小尺寸的纳米材料在造影剂方面也有广阔的应用前景。

1.2 金属氧化物修饰的Fe₃O₄磁性纳米颗粒

Xia等^[4]人通过原位生长法制备了新型超顺磁性Fe₃O₄@ Bi₂O₄纳米复合材料并用于光催化。单分散的Fe₃O₄纳米颗粒与Bi₂O₄纳米棒可以很好的结合。这种材料在催化循环利用五次后活性是初始活性的90 %。虽然这种材料在造影剂方面还没有应用，但是从催化领域看，这也为造影剂领域提供了新思路。

李^[5]通过溶胶-凝胶和水热法合成了Fe₃O₄@ TiO₂纳米复合材料，这种纳米材料可以采用外加磁场从溶液中快速分离，也缓解了纳米粒径过小等原因引起的颗粒聚集降低活性表面的问题。并且具有高的比表面积，超顺磁性，呈现刺球形态。

1.3 碳修饰的Fe₃O₄磁性纳米颗粒

Fe₃O₄纳米颗粒在溶剂中容易聚集，有时难以分散，没有表面涂层，纳米材料表现为疏水性质并且具有较高的表面能。众所周知，大多数碳化合物只能在极性溶剂中分散。最近发现纳米级的碳颗粒在溶液和固体中是发光的。碳与Fe₃O₄纳米颗粒结合可以增强亲水性和生物相容性并且结合后材料仍具有超顺磁性。Sarkar T^[6]课题组使用共沉淀法合成了Fe₃O₄纳米颗粒，以桉树叶为碳源，在不同退火温度下制备了氧化铁-碳复合材料。碳的存在不仅提高了纳米材料的生物相容性，还使材料具有了荧光特性。这种新型的碳复合氧化铁纳米材料可以应用于生物医学领域。

二、结论与展望

近年来，人们一直致力于磁性氧化铁纳米粒子在生物医学以及磁共振成像方面的应用。为了充分了解磁性粒子的作用，总结了与Fe₃O₄纳米颗粒涂层相关的最新进展，这些纳米材料常用于多模态肿瘤成像和治疗。目前Fe₃O₄纳米颗粒可以区分三种涂层修饰：无机纳米材料、有机小分子材料、有机高分子材料。这些类型的磁性颗粒中的每一种都具有不同的物理，机械和化学性质。它们还具有各种磁性，但其磁性的性质取决于这些颗粒的尺寸和形态。

目前许多尝试还停留在概念验证阶段，这些纳米材料真正成为诊断和治疗应用的探针，还需要克服许多挑战，纳米材料的生物相容性还取决于尺寸、形状、表面电荷等诸多物理化学因素。另外，还需要加强纳米材料的靶向性能，诊断和治疗后的副作用问题以及对生物系统的长期影响等。解决这些问题后，多功能的Fe₃O₄纳米材料可能在不久的将来可以用于医学中不同疾病的诊断治疗，随着世界各国研究者的共同努力，相信磁性纳米粒子及其复合材料会给人类的健康带来更多的福音。

参考文献

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作者简介：王艳雪（1999—），女，汉族，河北省廊坊市，本科生在读（烟台大学），研究方向：化学。