可用于磁热疗的(La,Sr,X)MnO3纳米材料的制备和性能研究

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热疗技术在近年来已经逐渐成为治疗肿瘤的重要的手段之一,但其在治疗肿瘤的临床应用中,仍存在一定的局限性。磁流体热疗作为新兴发展起来的热疗技术,因为在治疗肿瘤的过程中对机体损伤小,有非常好的定向治疗性,既可以单独用于癌细胞治疗,也可以与其他的免疫疗法结合实现协同效应,因此成为癌症热疗中的研究热门。钙钛矿结构的(La,Sr,X)MnO3稳定性好、居里温度较低、磁性能优良,是一种非常适合磁热疗的磁性材料。但为了实现在癌细胞中的最大化发挥作用,一方面要求所制备的(La,Sr,X)MnO3拥有高的细胞相容性和高的热转化效率,另一方面要求(La,Sr,X)MnO3磁流体能够长期稳定存在。本文针对上述问题研究了不同制备方法,不同表面活性剂进行表面改性,不同元素不同含量在A位和B位的引入,不同螯合剂的使用等条件的变化对其磁流体性能的影响。得到的结论如下:(1)采用水热法制备出的(La,Sr)MnO3,其尺寸分布在5-10?m,对其进行高能球磨和表面活性剂修饰后,其颗粒尺寸降到100 nm以下,对其磁致热性能研究发现透明质酸钠包覆的La0.7 Sr0.3MnO3的性能最为优异。(2)使用溶胶凝胶法制备出(La,Sr,X)MnO3材料,X代表Ba、Ca、Mg、Zn,其颗粒尺度都在100 nm以下,但从相的纯度、颗粒形貌、磁性能等方面对比发现X为二价的Ba元素且含量为5%,螯合剂选择聚乙烯醇(分子量1700±50)时制备出的磁流体的磁致热性能最为优异,较之未引入Ba元素时其热转换能力提升了大约30倍,且团聚程度低、稳定性高。细胞实验结果证实表面活性剂修饰后的磁性颗粒对肿瘤细胞具有靶向性,并且细胞毒性较轻。(3)采用的溶胶凝胶法、聚乙烯醇(分子量1700±50)作为螯合剂制备出的(La0.7Sr0.3-xBix)(Mn1-yBiy)O3磁性纳米颗粒,通过引入三价元素Bi取代部分Sr2+或Mn3+,发现Bi为10%且取代的是A位的Sr时,其磁性能较之A位引入5%Ba有了进一步的提升,其磁流体的制热性能较之掺杂5%Ba时提升了2倍,且其居里温度较低,团聚程度较轻。(4)对球磨后的纳米颗粒采用磁性铁氧体作为壳层进行涂覆后,其饱和磁化强度剧烈上升,有利于磁滞产热。
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