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【表面改性】等离子体助力材料表面包覆交联高分子涂层——以Fe3O4包覆PEG涂层为例
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一下内容为文献精读后的总结，仅供参考。图片上传有问题，可点击链接查看：https://mp.weixin.qq.com/s/8wRQwOa-GESI--ZbqdeP7w 如果有小伙伴需要原文，可私信我邮箱并回复0211，我看到会发给大家。 一段话了解全文 本研究论文的目的是使用等离子体处理合成具有交联PEG涂层的磁性纳米颗粒。实验结果表明，经过等离子体处理后，纳米颗粒的团聚减少，胶体稳定性显着增加。等离子体处理后，纳米颗粒上产生了具有较少孔隙的刚性表面。将一种抗癌药物他莫昔芬加入到NPs中，通过等离子体对NPs涂层的交联将突释效应降低了32%。结果表明，使用等离子体处理对PEG涂层的Fe3O4NPs进行表面改性是一种适用于医学应用的方法，例如磁热疗、药物输送和磁共振成像。 01 前言 近几十年来，用于诊断和靶向治疗的磁性纳米颗粒(MNP)的开发受到了特别关注，超顺磁性氧化铁纳米粒子（SPIONs）受到更多关注。这些用于医疗应用的NP的平均尺寸为10nm，控制这些颗粒的表面改性至关重要。这种修饰可以通过形成聚合物和生物相容性分子的合适涂层来进行，例如：聚乙二醇(PEG)、聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酸、葡聚糖和壳聚糖。 02 材料合成 03 结果与讨论 图1 XRD谱图 样品的平均微晶尺寸(5PF)-(5PF50W)分别为9.3和9.2nm。样品(5PF)的XRD图表明PEG涂层对NPs的晶体结构没有影响。等离子处理后，在样品（5PF50W）中观察到少量Fe2O3（磁赤铁矿）（样品5PF50W）等离子体颗粒与纳米颗粒的反应，这可能导致磁铁矿氧化。然而，衍射峰的位置证实样品中形成了具有尖晶石结构的纯相。 图片 图2 等离子处理前后PEG包覆纳米颗粒的FTIR光谱对比 样品(5PF50W)-(10PF50W)中，在等离子体处理后，可以看到新的条带。在样品（5PF100W）-（10PF100W）中，在氩气等离子体的高功率（100W）下，破坏了PEG带。因此，在低等离子体功率下，等离子体粒子与聚合物表面的反应能量很低，只会导致表面带的变化。然而，在高功率的等离子体下，这种能量足够强大，足以破坏聚合物涂层。在等离子体处理下，在样品(5PF50W)的FT-IR光谱中，可以看到在1120cm-1处的带(C-O-C)中有非常强的吸收，并且该带(C=O)的吸收也减弱了。等离子体处理能够通过将(C=O)转化为(C-O-C)来修复断裂的聚合物链。此外，等离子体处理后在2853和3023cm-1处观察到新的吸收带，归因于(C-H)和(=C-H)伸缩振动带。样品在等离子体处理前后最显着的差异是在2226cm-1处形成了一个非常强的碳-碳三重带。这三个由等离子体处理产生的吸收带代表了交联的PEG链。 图片 图3 PEG等离子接枝到基材上的机理示意图 等离子体处理会在基材和聚合物涂层(PEG)上产生自由基。首先，PEG链之间发生交联反应，然后PEG和底物之间发生交联反应。在第二个反应中，等离子体诱导的接枝聚合或PEG接枝到基材上完成。交联的PEG链自然减少了涂层中的孔隙。 图片 图4 等离子处理前后使用和不使用PEG涂层纳米粒子的 TGA 结果 根据TGA结果，样品（5PF）的质量损失比样品（5PF50W）快。这意味着在处理过的样品中，由于 PEG中交联链的产生和强基体结构，质量损失较少。在样品(5PF100W)中，聚乙二醇没有峰，这证实了PEG涂层由于高等离子体功率而被完全破坏。 图片 图5 磁化曲线 样品（5PF）的磁饱和度从62.8降低到51.9（emu/g）。这意味着NP被PEG涂层隔开。样品(5PF50W)的磁饱和度为38.8(emu/g)，这表明等离子体处理通过在涂覆的纳米颗粒上形成交联网络，减少纳米颗粒的磁相互作用和聚集，从而产生刚性表面。与未经处理的样品相比，样品(5PF100W)的磁饱和度从62.8增加到65.5(emu/g)。高等离子体功率(100W)下NPs的PEG涂层通过与等离子体颗粒的相互作用被去除。 图片 图6 SEM图 SEM图像中观察到的颗粒由较小颗粒形成的聚集体组成。在样品(5PF)中，纳米颗粒被PEG涂层分离，聚集减少。该结果证实，与未涂覆样品相比，涂覆样品的磁饱和度降低。比较样品(5PF)和(5PF50W)，等离子体处理导致涂层纳米粒子的高度分散并减少它们的聚集，样品（5PF和5PF50W）在等离子体处理前后的平均粒径分别为51和50nm。由于等离子处理前后晶体的大小相等，磁饱和度的降低只能是由于交联涂层，实现了纳米颗粒的胶体稳定性。 图片 图7 胶体稳定性 8天后未涂覆的Fe3O4NPs完全沉淀，未经处理的5和10mMPEG包覆NP样品的图像显示，12天后胶体稳定性较低。然而，涂有10mMPEG的NPs在50W等离子体处理下，在12天后表现出良好的胶体稳定性。同时，12天后在50W等离子体处理下涂有5mMPEG的NPs表现出独特的胶体稳定性，这意味着几乎所有颗粒仍保持其胶体状态。 等离子体处理后，升高温度不会影响聚合物涂层和纳米颗粒的胶体状态。根据分析结果，等离子体引起的涂层质量和结合都得到了改善。这种效应导致形成具有较少孔隙的张力和硬涂层，从而减少了纳米颗粒之间的相互作用。因此，获得了更好的悬浮状态并提高纳米颗粒的胶体稳定性 04 结论 在这项研究中，使用氩气等离子体为氧化铁超顺磁性纳米粒子创建交联的PEG涂层。等离子体处理对纳米颗粒的晶体结构没有破坏性影响且在NPs表面形成交联的PEG链，表面孔隙减少。等离子体对Fe3O4NPs涂层的表面改性导致磁饱和度从51.9降低到38.8 (emu/g)。等离子体处理通过在NP上形成刚性涂层来减少磁相互作用。通过等离子体进行表面改性后，含有PEG包覆纳米颗粒的悬浮液热稳定性增加。在这项研究中，我们能够在等离子表面改性的帮助下生产高质量的交联涂层，而无需在聚合物涂层中添加任何其他材料。 以上结果来自于 Mohammadi M A, Asghari S, Aslibeiki B. Surface modified Fe3O4nanoparticles: A cross-linked polyethylene glycol coating using plasma treatment[J]. Surfaces and Interfaces, 2021. |
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2楼2022-02-11 09:27:40
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nono20098楼
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saner122812楼
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