铁磁性FePt@Au核壳纳米颗粒的可控制备及其表面生物分子修饰对磁性影响的研究

一直以来小尺寸的铁磁性纳米颗粒的制备及其对生物分子的响应都是磁学和生物医学领域研究和应用的前沿课题。然而现在广泛研究的是氧化物磁性纳米颗粒，这种颗粒小到几个nm尺度已经变为超顺磁性。具有高磁晶各向异性、高饱和磁化强度的FePt表面包覆良好生物相容性Au的 FePt@Au壳核纳米颗粒成为该领域的首选研究对象，但其可控制备技术还是一个难点。本项目将针对包覆过程中溶剂极性、表面活性剂官能团、表面能、表面润湿性等影响Au在FePt表面均匀包覆的关键因素的研究，采用合适的表面改性剂(如半胱氨酸)、反应溶剂等改善FePt表面活性使其易于与Au原子结合，制备出Au层均匀、厚度可控，具有良好磁性的FePt@Au核壳纳米颗粒。在FePt@Au颗粒表面修饰上生物素和抗生素蛋白，研究两种生物分子对饱和磁化强度、矫顽力、交流磁化率、Néel弛豫时间等磁性的影响，为铁磁性纳米颗粒在生物医学上的应用提供科学依据。

本项目的主要目标是实现FePt@Au纳米颗粒的可控制备，进而探索其在生物医学方面的应用。FePt核纳米颗粒的尺寸对其性能影响至关重要，而其形貌又对其表面实现其它金属的包覆有重要影响。因此我们同时开展了对FePt纳米颗粒尺寸和形貌的可控制备工艺及相关生长机制方面的研究。在项目开展过程中，我们实现了FePt纳米颗粒在1纳米以下的精确调控。并且制备出了花状、蠕虫状、颗粒状的，以及棒状、立方和球形的FePt纳米颗粒。在实现了对FePt纳米颗粒尺寸和形貌的可控制备之后，我们最后在所制备的FePt纳米颗粒上成功包覆上了尺寸可控的Au层。并研究了不同Au层厚度的FePt@Au纳米颗粒的等离子共振现象。初步开展了在FePt@Au上修饰生物素和抗生素蛋白的工作。