配体交换法制备水中高分散稳定性的多羧基修饰Fe3O4纳米颗粒

配体交换法制备水中高分散稳定性的多羧基修饰Fe3O4纳米
颗粒
蒋泽权;宋晟;窦红静;孙康;王一鸣;黄超凡;魏振华;曲冠雄
【摘要】Monodispersed magnetic Fe3 O4 nanoparticles ( MNPs ) capped with oleic acid ( MNPs-OA) were synthesized through a thermal decomposition method. On this basis, four kinds of water-soluble Fe3O4 nanoparticles (MNPs-CA, MNPs-SiCOOH, MNPs-BTCA and MNPs-EDTA) capped with four different polycarboxylic ligands, i. e. , citric acid(CA) , re-(trimethoxysilylpropyl)ethylene diamine triacetic acid(SiCOOH) triso-dium salt, butane tetracarboxylic acid ( BTCA ) and ethylenediaminetetraacetic acid ( EDTA ) tetrasodium salt, were prepared via a ligand exchange approach. Among the four ligands, the BTC A and EDTA tetrasodium salt with four carboxy groups were first chosen to cap Fe3O4 nanoparticles. The morphology, structure, chemical composition and magnetic properties of the four water-dispersible MNPs were characterized by transmission electron microscope ( TEM) , X-ray diffractometer ( XRD) , vibrating sample magnetometer ( VSM ) , Fourier transform infrared spectrometer (FTIR) and thermal gravimetric analyzer (TGA). The water-dispersibility and suface potential of four water-soluble MNPs in their aqueous solutions were also characterized by UV-visible spectrophotometer(UV-Vis) and Malvern Zetaszier analyzer, respectively. The results show that the resultant 15 nm Fe3O4 nanoparticles possess narrow size distribution and superparamagnetism. In addition, the polycarboxylic ligand capped MNPs
display excellent dispersibility in their aqueous solutions. By the co-assembly of these MNPs and polyelectrolyte, we fabricated magnetic microcapsules. The microcapsules are of great potential in biomedical fields owing to the magnetic responsivity and MRI imaging capability of MNPs.%采用油相高温分解法制备了粒径可控且单分散的油溶性Fe3O4磁性纳米粒子(MNPs-OA),并通过配体交换对其表面进行了亲水性修饰,制备了柠檬酸(CA)、N-(三甲氧基硅丙基)乙二胺三乙酸钠(SiCOOH)、丁烷四羧酸(BTCA)和乙二胺四乙酸(EDTA)四钠4种多羧基配体修饰的水溶性Fe3O4磁性纳米粒子(MNPs-
CA,MNPs-SiCOOH,MNPs-BTCA和MNPs-EDTA),其中首次选用四羧基配体BTCA和EDTA四钠来修饰Fe3O4磁性纳米粒子(MNPs).对油溶性MNPs和4种水溶性MNPs的形貌、结构、化学组成和磁性能进行了表征,并对4种多羧基配体修饰的水溶性MNPs在水相中的稳定性和分散性进行了表征.结果表明,所得MNPs 的平均粒径为15 nm,具有超顺磁性,配体交换后的水溶性MNPs具有良好的亲水性,并在弱酸～碱性很宽的pH范围内具备良好的分散稳定性.此类多羧基修饰的水
溶性MNPs可与适当的阳离子聚电解质进行组装,从而得到在磁靶向载体和磁共振造影(MRI)显影中具有良好应用前景的磁性自组装微囊.
【期刊名称】《高等学校化学学报》
【年(卷),期】2012(033)012
【总页数】8页(P2609-2616)
【关键词】Fe3O4磁性纳米粒子;热分解;配体交换;水溶性;多羧基配体
【作者】蒋泽权;宋晟;窦红静;孙康;王一鸣;黄超凡;魏振华;曲冠雄
【作者单位】上海交通大学材料科学与工程学院,金属基复合材料国家重点实验室,
上海200240;上海交通大学材料科学与工程学院,金属基复合材料国家重点实验室,
上海200240;上海交通大学材料科学与工程学院,金属基复合材料国家重点实验室,
上海200240;上海交通大学材料科学与工程学院,金属基复合材料国家重点实验室,
上海200240;上海交通大学材料科学与工程学院,金属基复合材料国家重点实验室,
上海200240;上海交通大学材料科学与工程学院,金属基复合材料国家重点实验室,
上海200240;上海交通大学材料科学与工程学院,金属基复合材料国家重点实验室,
上海200240;上海交通大学材料科学与工程学院,金属基复合材料国家重点实验室,
上海200240
【正文语种】中文
【中图分类】O614;O641;O646.8
近年来，Fe3O4磁性纳米粒子(MNPs)因其独特的磁响应性、超顺磁性和良好的生物相容性而在生物分离、磁热疗、靶向给药和磁共振造影(MRI)等生物领域广泛应用［1～5］．在上述应用中，MNPs不仅要具备优异的磁性能和较窄的粒径分布，更要在生物环境下具有良好的分散性、稳定性和特定的表面化学性能［6～8］．然而，由于MNPs的纳米尺度和大的表面能，使其在生物环境下易聚集和沉降，从而导致其理化性能改变，甚至在体内应用时造成血管堵塞［9，10］．因此，为了更好地应用于生物领域，需要对MNPs进行表面修饰，以使其在水相或其它
生物溶剂中具有高分散稳定性［11］．
目前对MNPs进行修饰的常用方法有两种:(1)在制备MNPs过程中引入亲水性表
面活性剂直接制得亲水性的MNPs［12］;(2)对制备的油溶性MNPs进行配体交
换或包被，使其表面连接亲水性分子而具有良好的亲水性［13～17］．其中配体
交换法是选用可与MNPs偶联的水溶性配体，在一定条件下置换由油相热分解法
制备的MNPs表面的油酸配体，从而得到可分散于水体系中的MNPs．这种方法
具有灵活、便利的特点，是制备可水相分散MNPs的主要方法之一．为了使MNPs更好地应用于生物领域，表面修饰剂不仅要具有易与MNPs上的Fe原子
相偶联的能力，更要具备良好的生物相容性和易与其它生物大分子相结合的能力［18］．带多羧基的亲水性小分子如柠檬酸、腐殖酸和二巯基丁二酸等易与Fe原子相偶联且具有良好的生物相容性，是一类很好的MNPs表面修饰剂［19～21］，并且由于其多羧基的特点，所得MNPs有望在宽pH范围内具备良好的水体系分
散稳定性．目前，制备多羧基修饰MNPs的工作尚不多见［13～15，22］，更未见制备四羧基配体修饰MNPs的相关报道．
与其它方法(如共沉淀法、水热法、溶剂热法)［23～26］相比，油相高温分解法
可制备出结晶度较高、粒径可控且分布较窄的MNPs，并且MNPs表面的油酸分
子很容易通过配体交换而被亲水性分子取代［27，28］，因此本文采用油相高温
分解法制备了表面带有油酸的油溶性 Fe3O4磁性纳米粒子(MNPs-OA)，并用配
体交换法对其进行了表面修饰．以柠檬酸(CA)、N-(三甲氧基硅丙基)乙二胺三乙酸(SiCOOH)、丁烷四羧酸(BTCA)和乙二胺四乙酸(EDTA)四钠盐作为MNPs表面修
饰剂，通过配体交换制得了由2种三羧基和2种四羧基配体修饰的4种亲水性MNPs，并对所得亲水性MNPs的各项性能进行了系统表征．由于这些多羧基修
饰的MNPs在水相中，尤其是在弱酸～碱性很宽的pH范围内具有良好的分散稳
定性，且表面存在负电荷，可以方便地用静电自组装法由水溶性MNPs和适当大
分子来制备兼具磁靶向性和MRI显影性能的自组装微囊，在生物医学领域具有良
好的应用前景．
1 实验部分
1．1 试剂与仪器
无水氯化铁、无水乙醇、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、油酸钠、正己烷、丙酮、邻二氯苯、甲苯、二甲基亚砜(DMSO)、四水合乙二胺四乙酸四钠(Na4EDTA)、二水合柠檬酸三钠(Na3Cit)、一水合柠檬酸和冰醋酸(分析纯，国药集团化学试剂有限公司);油酸(OA，纯度90%)、1-十八烯(ODE，纯度90%)、BTCA(纯度99%)、聚丙烯胺(PAH，Mw=65000，质量分数20%的水溶液)和聚丙烯酸(PAA，
Mw=1800)(Sigma-Aldrich公司);N-(三甲氧基硅丙基)乙二胺三乙酸钠盐(SiCOOH，质量分数45%，上海迈瑞尔化学技术有限公司);硫代苹果酸(TMA，阿拉丁试剂有限公司);实验用水为去离子水．
JEOL-JEM2100F型透射电子显微镜(日本JEOL公司);D8 Advance型X射线衍射仪(德国Bruker公司);EQUINOX55型傅里叶变换红外光谱仪(德国Bruker公司);TGA2050型热重分析仪(美国TA公司);7407型振动样品磁强计(美国LakeShore公司);UV-2550型紫外-可见光分光光度计(日本岛津公司);Zetaszier Nano-ZS90分析仪(英国Malven公司)．
1．2 MNPs的制备及其表面修饰
1．2．1 油酸铁的制备参照文献［27］方法进行制备．称取36.5 g(120 mmol)油酸钠和6.5 g(40 mmol)氯化铁，用80 mL无水乙醇、60 mL去离子水和140 mL正己烷溶解，将上述混合物转入500 mL三口烧瓶中，密封并机械搅拌，在一定转速下油浴70℃保温4 h，然后将产物置于梨形分液漏斗中，静置，取上层油相溶液，用50℃温水洗涤3次，将洗涤后的油相溶液于80℃真空烘箱中放置24 h．
1．2．2 油溶性MNPs-OA的制备参照文献［27］，采用油相高温热分解法制备MNPs-OA．称取制备的油酸铁9.0 g(10 mmol)，用60 mL ODE溶解，并加入3.3 mL(10 mmol)油酸，将溶液转入250 mL三口烧瓶中，于一定转速下磁力搅拌，在氮气氛围下100℃保温30 min，然后以3.3℃/min的升温速率加热到
320℃，在该温度下保温30 min，然后将反应液冷却至室温，加入过量丙酮，使
用强磁铁分离出黑色沉淀，所得黑色产物用一定配比的正己烷和丙酮离心洗涤数次，将产物冻干成粉末．
1．2．3 配体交换制备多羧基修饰的水溶性MNPs4种多羧基配体的化学结构及
水溶性MNPs的配体交换法制备如Scheme 1所示．
Scheme 1 Schematic illustration of ligand exchange approach to prepare water-dispersed MNPs with multiple carboxy groups(A)and structures of the four multiple carboxy groups and TMA(B)
配体交换制备水溶性MNPs-CA和MNPs-BTCA:称取120 mg油溶性MNPs-OA 置于100 mL三口烧瓶中，用20 mL邻二氯苯超声分散，在超声下滴加20 mL溶有240 mg一水合柠檬酸(或丁烷四羧酸)的DMF溶液，密封，以一定转速磁力搅拌，在100℃油浴保温48 h，反应完成后将溶液冷却至室温，用无水乙醇离心洗
涤数次，将产物冻干成粉末．
配体交换制备水溶性MNPs-SiCOOH:称取120 mg油溶性MNPs-OA置于250 mL三口烧瓶中，用100 mL正己烷超声分散，在超声下滴加10 μL冰醋酸并超声处理10 min，然后再超声滴加1.5 mL N-(三甲氧基硅丙基)乙二胺三乙酸钠盐溶液，以一定转速磁力搅拌，在60℃油浴保温48 h，反应完成后将溶液冷却至室温，离心得到黑色产物．将该产物用无水乙醇洗涤数次后分散于适量去离子水中，用去离子水透析3 d，将产物冻干成粉末．
配体交换制备水溶性MNPs-EDTA:称取120 mg油溶性MNPs-OA置于50 mL
三口烧瓶中，用16 mL甲苯分散，滴加4 mL溶有400 mg TMA的DMSO溶液，超声4 h，析出的黑色产物用乙二醇甲醚离心洗涤数次，将产物冻干成粉末，即得中间产物MNPs-TMA．将800 mg四水合EDTA四钠盐溶于20 mL去离子水中，调节pH至中性，然后将MNPs-TMA粉末分散于该溶液中，超声处理12 h，加
入过量1，4-环氧己烷析出黑色沉淀，将黑色产物分散于去离子水中，透析2 d，将产物冻干成粉末．
1．3 水相中的分散稳定性表征
将4种水溶性MNPs配制成浓度为0.5 mg/mL的溶液，并调节pH值至中性，
用紫外-可见光分光光度计测其在不同离心力［RCF，(100～1000)g］下离心一定时间后特定波长处的吸收值，因吸收值与浓度呈正相关，可根据吸收值随离心力的变化来表征其在水相中的稳定性［12］;用盐酸和NaOH溶液调节MNPs水相分
散液的pH值，在不同pH值下，用Zetaszier Nano-ZS90分析仪测定其Zeta电位值．
1．4 自组装微囊的制备
参照文献［29］，采用无模板自组装法制备磁性微囊．取7.5 mL浓度为3.5
mg/mL的Na3Cit溶液和2.5 mL浓度为0.05 mg/mL的PAH溶液漩涡混合，静置2 h，然后加入2.5 mL浓度为0.5 mg/mL的MNPs-SiCOOH的水溶液，超声30 min，再加入1.8 mL浓度为5.3 mg/mL的PAA溶液，超声10 min，最后离心洗涤数次，将产物冻干成粉末．
2 结果与讨论
2．1 形貌表征和粒径分析
Fig．1TEM images of MNPs-OA(A)，MNPs-CA(B)，MNPs-SiCOOH(C)，MNPs-BTCA(D)，MNPs-EDTA(E)and particle diameter distribution of MNPs-OA(F)Inset of(A):HRTEM image of MNPs-OA．
用透射电子显微镜(TEM)对制备的油溶性MNPs-OA和4种多羧基配体修饰的水
溶性MNPs进行了形貌和粒径分析(图1)．从图1(A)可见，用油相高温分解法制
备的MNPs-OA粒径较均一，从中选取170个粒子进行统计分析，如图1(F)所示，其数均粒径为(15.2±0.1)nm，且粒径分布较窄．从图1(A)中的插图可见，所得
Fe3O4纳米粒子为单晶，其晶格距离为0.3 nm，对应于尖晶石结构Fe3O4纳米
粒子的(220)晶面［30］．图1(B)～(E)为4种多羧基配体(CA，SiCOOH，BTCA
和EDTA)修饰的水溶性MNPs的TEM照片，可见，配体交换并未改变MNPs的
尺度和形貌，这与文献［14］报道一致，说明配体修饰只在MNPs的表面进行．2．2 结构与磁性能
油溶性MNPs-OA和4种多羧基配体修饰的水溶性MNPs的XRD谱图如图2所示．图中5条谱线均在2θ=30.4°，35.7°，43.2°，57.4°和62.9°处出现特征衍射峰，峰位与 Fe3O4标准卡片(JCPDS 75-1609)相符，对应于立方尖晶石结构
Fe3O4的(220)，(311)，(400)，(511)和(440)晶面，表明配体交换并未改变其晶型，配体修饰只在MNPs表面进行．其中谱线c中2θ=28.1°处是Si的(111)晶面衍射峰，这可能是有少量 SiCOOH 配体形成 SiO2晶体所致［31］．根据Scherrer公式D=kλ/βcosθ［32］［对于立方结构k=0.94，λ=0.154056 nm，β为半高宽(单位为rad)，θ为布拉格衍射角，D为晶体的平均粒径］可计算得到Fe3O4晶粒的尺寸为13.8 nm，与TEM图中粒子统计结果相比略偏小，这是由
于通过Scherrer公式计算得到的是MNPs单晶的粒径，而MNPs表面会存在缺陷，可能会使单晶部分的尺寸小于整个纳米颗粒．
Fig．2 XRD patterns of MNPs-OA(a)，MNPs-CA(b)，MNPs-SiCOOH(c)，MNPs-BTCA(d)and MNPs-EDTA(e)
Fig．3 FTIR spectra of MNPs-OA(a)，MNPs-CA(b)，MNPs-SiCOOH(c)，MNPs-BTCA(d)and MNPs-EDTA(e)
采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)表征了MNPs配体交换前后的变化(图3)．图中580 cm－1附近是Fe3O4中Fe—O特征伸缩振动峰，在谱线a中2931 cm－1
处为C—H伸缩振动峰［33］，这是由于粒子表面的油酸分子中含有大量亚甲基，而其它谱线中此处的峰基本消失，因为其它小分子配体中不含亚甲基或者所含亚甲
基很少．此外，与谱线a相比，在谱线b～e中1721 cm－1处出现—COOH的
特征峰［34］，这是因为多羧基配体分子中有未参与偶联的—COOH，而油酸分
子则没有多余的—COOH．表明通过配体交换，粒子表面的大部分油酸成功地被
水溶性多羧基配体所取代．
使用热重分析仪测定了MNPs表面有机配体的含量(图4)．曲线c～e在100℃左
右的失重是由于水溶性MNPs表面吸附的水分子气化所致［33］，而油溶性MNPs-OA在此处则失重不明显，这也说明配体交换后MNPs具有更好的亲水性．根据文献［13］报道，油酸在200℃左右开始分解，在600℃时，MNPs表
面的有机分子基本分解完毕，所以可以根据此处的失重量来估计不同配体修饰的MNPs表面有机分子的含量．从图中可知，MNPs-OA，MNPs-CA，MNPs-SiCOOH，MNPs-BTCA和MNPs-EDTA在600℃时的失重量分别为15.5%，22.7%，28.7%，26.8%和10.5%，即表面配体含量的顺序为MNPs-EDTA＞MNPs-OA＞MNPs-CA＞MNPs-BTCA＞MNPs-SiCOOH，而磁含量(MNPs含量)则与该顺序相反．
室温下测量了油溶性MNPs-OA和4种多羧基配体修饰的水溶性MNPs的饱和磁化强度．由图5可见，这5种MNPs都不存在明显的滞后环，均为S型磁化曲线，几乎无剩磁现象，表现出了良好的超顺磁性．油溶性MNPs-OA和4种多羧基配
体修饰的水溶性磁性纳米粒子MNPs-OA，MNPs-CA，MNPs-Si-COOH，MNPs-BTCA和 MNPs-EDTA的磁饱和强度(Ms)分别为 39.8，34.2，37.4，32.0和42.2 A·m2·kg－1．根据TGA结果及公式Ms=MMNPss (100－ω)［14］可
以计算出不同配体修饰的 MNPs的理论磁饱和强度．其中MMs NPs可以根据油
溶性MNPs-OA的磁饱和强度反推计算得到，而ω为MNPs表面有机配体的含量，可以从TGA结果得到，计算结果如表1所示．可见，4种多羧基配体修饰的
水溶性MNPs的理论磁饱和强度与实测值基本相符．
Fig．4 Thermogravimetric analysis curves of MNPs-OA(a)，MNPs-CA(b)，MNPs-SiCOOH(c)，MNPs-BTCA(d)and MNPs-EDTA(e)
Fig．5 MagnetizationcurvesofMNPs-OA(a)，MNPs-CA(b)，MNPs-SiCOOH(c)，MNPs-BTCA(d)and MNPs-EDTA(e)at 25℃
Table 1 Saturation magnetizations of MNPs-CA，MNPs-SiCOOH，MNPs-BTCA and MNPs-EDTAMNPs Ms(VSM)/Ms(TGA)/(A·m2·kg－1)(A·m2·kg－
1)MMNNPPss--CS iA- 34．2 36．4 COOH 37．4 33．6 MNPs-BTCA 32．0 34．5 MNPs-EDTA 42．2 42．2
2．3 水相中的分散稳定性
为了研究配体交换后得到的MNPs在水相中的稳定性，设计了如下实验:将制备好的水溶性MNPs分散于水相中，用紫外-可见光分光光度计测定经过不同离心力离心后的MNPs分散液的紫外吸收值，以确定其浓度变化．Palma等［14］曾用紫外-可见分光光度计来测定MNPs在水相中静置不同时间下的吸收值，以此来检验其稳定性，其不足之处是，对于具有高分散稳定性的体系，很难在其测试时间(～14 h)内说明其稳定性．最近，Tao等［12］改进了该方法，在用紫外-可见分光
光度计测定之前，先将MNPs分散液进行离心，根据不同离心力下吸收值的改变
来测定其稳定性．我们借鉴了该方法，相应的测试结果如图6所示．由图6可见，随离心力的增大，紫外吸收值降低，说明水相中MNPs的浓度在减小，但是即使
在高离心力作用下，除了MNPs-BTCA，其它3种多羧基配体修饰的水溶性MNPs在水相中的浓度均减小不多，说明它们在水相中有很好的稳定性．可以按
最终浓度的降低来衡量水溶性MNPs在水相中的稳定性．MNPs-SiCOOH，MNPs-CA，MNPs-BTCA和MNPs-EDTA在离心力为1000g时最终浓度的下降值分别为8.6%，22.6%，90.9%和35.7%，故其稳定性顺序为MNPs-SiCOOH＞MNPs-CA＞MNPs-EDTA＞MNPs-BTCA．
Fig．6 Normalized UV-Vis absorbance of MNPs-Si-COOH(a)，MNPs-CA(b)，MNPs-BTCA(c)and MNPs-EDTA(d)in water
Fig．7 ZetapotentialsofMNPs-SiCOOH(a)，MNPs-CA(b)，MNPs-
BTCA(c)and MNPs-EDTA(d)in water at different pH values
为了进一步证明所制备的4种不同配体修饰的亲水性MNPs在水相中的稳定性，
对亲水性MNPs在不同pH值下的Zeta电位进行了表征，结果如图7所示．除了MNPs-BTCA在pH=3左右的Zeta电位是正值外，在很宽的pH范围内，4种多羧基配体修饰的亲水性MNPs的Zeta电位均为负值，且其绝对值随着pH值的增大而增大．与文献［35］报道的表面羧基化Fe3O4纳米粒子的稳定区域(pH＞7)
相比，通过配体交换制备的亲水性MNPs在弱酸～碱性很宽的pH范围内稳定．磁性粒子的Zeta电位呈负值是由于MNPs表面的羧基电离引起的［13］，
且溶液pH值越大，越有利于MNPs表面配体分子上羧基的电离，这也说明通过
配体交换成功地将多羧基配体偶联到了MNPs表面．根据静电理论，同种电荷相
互排斥，而多羧基配体修饰后的MNPs表面带负电，使得粒子在水相中因静电作
用而不易沉降，具有良好的稳定性．此外，MNPs表面电离出来的带负电的羧酸
根还可以通过静电作用偶联其它带正电的生物分子，使其在生物医药领域的应用成为可能．
从前面的分析可知，所制备的不同水溶性配体修饰的MNPs在水相中具有很好的
分散性和稳定性．图8是将油溶性MNPs-OA和4种多羧基配体修饰的水溶性MNPs分散于正己烷和水中的照片，其中水相的pH值均为中性．从图中可以看到，油酸修饰的MNPs-OA只溶于正己烷而不溶于水相;而通过配体交换后得到的
4种多羧基配体修饰的水溶性MNPs则只溶于水相而不溶于正己烷，即使放置
120 d之久［图8(B)］，也未出现溶于另一相或沉降析出的现象，说明通过配体
交换后得到的水溶性MNPs在水相中具有很好的分散性和稳定性，为其后续的应
用提供了可能．
Fig．8 Images of solutions of MNPs-OA(a)，MNPs-SiCOOH(b)，MNPs-CA(c)，MNPs-BTCA(d)and MNPs-EDTA(e)dispersed in water-n-hexane for 1 h(A)and 120 d(B)
2．4 水溶性MNPs在微囊制备中的应用
采用静电自组装法制备微纳米囊时所有反应都在水相中进行，所以其中用到的磁性纳米粒子需要在水相中具有高分散稳定性．从前面的分析可知，所制备的4种水溶性MNPs在水相中都具有高分散稳定性．因此，我们用其中的以N-(三甲氧基硅丙基)乙二胺三乙酸钠盐为配体修饰的水溶性MNPs-SiCOOH进行了自组装微囊的制备，制得的微囊的TEM照片如图9所示．可见，MNPs-SiCOOH成功地参与了微囊的自组装．因MNPs的超顺磁性和MRI中的T2显影性能，所得微囊预期将具有磁靶向性，并可用作MRI造影剂［36］，在生物领域具有良好的应用前景．
Fig．9 TEM image of microcapsules prepared by MNPs-SiCOOH
3 结论
采用油相高温分解法制备了窄粒径分布的油溶性Fe3O4纳米粒子(MNPs-OA)，通过配体交换得到了4种不同多羧基配体修饰的水溶性MNPs，并进行了表征．结果表明，所得MNPs的平均粒径约为15 nm，且粒径分布较窄，具有良好的超顺磁性能，配体交换前后MNPs的形貌和晶型未改变．在弱酸至碱性很宽的pH范围内，MNPs表面都因羧基的电离而带负电荷，使其在水相中具有高分散稳定性，同时羧基的存在使MNPs具备了偶联其它生物分子的能力，可用静电自组装法由水溶性MNPs和大分子聚电解质的自组装成功制备自组装微囊，由于其磁响应性能和MRI显影性能，预期在生物医药领域有广阔的应用前景．
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