生物素修饰的Fe3O4磁性纳米复合物BIO-MNPs的具体合成步骤

生物素修饰的Fe3O4磁性纳米复合物BIO-MNPs的具体合成步骤

生物素修饰的Fe3O4磁性纳米复合物是一种在生物医学、材料科学等领域具有广泛应用前景的纳米材料。

一、定义与特性

生物素修饰的Fe3O4磁性纳米复合物，顾名思义，是在Fe3O4磁性纳米颗粒表面通过化学或物理方法修饰上生物素分子的一种复合材料。Fe3O4，即四氧化三铁，是一种磁性强、生物相容性好的磁性材料，Fe3O4磁性纳米粒子是目前应用广泛的磁性纳米材料，相比于其他材料而言，其制备过程简单、化学稳定性好、储存方便、成本低廉，且容易实现磁性分离。Fe3O4磁性纳米粒子表面容易被修饰大量的含氧官能团，使其易于和其他基团连接，因此具有较大的功能化潜力。生物素是一种重要的生物活性分子，两者结合后，不仅保留了Fe3O4的磁性特性，还赋予了材料更多的生物功能。

二、制备方法

生物素修饰Fe3O4磁性纳米复合物的制备方法多种多样，常见的包括共沉淀法、溶剂热法、溶胶-凝胶法等。在制备过程中，通常需要先合成Fe3O4纳米颗粒，然后通过化学偶联、物理吸附或表面包覆等方式将生物素分子固定在颗粒表面。例如，可以利用APTES（3-氨丙基三乙氧基硅烷）等偶联剂将生物素分子与Fe3O4纳米颗粒表面的氨基或羟基等官能团连接起来，形成稳定的复合物。

具体步骤如下：

1.  Fe3O4磁性纳米粒子（MNPs）的制备：

Fe3O4磁性纳米粒子（MNPs）采用化学共沉淀法制备。其反应方程式为：Fe2++ 2Fe3++ 8OH- = Fe3O4 + 4H2O。将摩尔比为5∶3的FeCl3·6H2O和FeCl2·4H2O先后用二次蒸馏水溶解于500 mL的圆底烧瓶中，在N2保护下加热至80 ℃，然后用氨水调节反应液的pH值为10左右，在1 500 r/min的条件下机械搅拌30 min，结束反应。待反应液冷却到室温后进行磁滞分离，黑色沉淀用二次蒸馏水洗涤3次，60 ℃真空干燥10 h，得到MNPs。1.2.2 3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES）修饰的MNPs的制备　APTES修饰的MNPs的制备参考已报道文献［22］。将100 mg Fe3O4 MNPs加入200 mL乙醇中，超声分散，然后在N2保护下加入50 μL APTES，室温下1 500 r/min机械搅拌10 h，反应结束后磁滞分离，获得的黑色沉淀用无水乙醇洗涤3次，60 ℃真空干燥过夜即得APTES-MNPs。

2.  生物素修饰的MNPs（BIO-MNPs）的制备　

将0.5 g生物素溶于150 μL无水乙醇中充分混匀，并在冰水浴条件下分别加入1.41 g DCC和0.75 g DMAP反应0.5 h，之后撤去冰水浴，将预先合成的APTES-MNPs超声分散均匀后加入上述反应液中反应过夜，产物经多次洗涤后真空干燥（55 ℃，24 h）。

三、总结

本文用生物素对Fe3O4磁性纳米粒子进行修饰，制备出了体积小、载药效率高的纳米材料BIO-MNPs。修饰材料所用的生物素具有双重功能，它不仅为药物的吸附提供了结合位点，而且为癌细胞提供了靶向性能。