磁小体蛋白介导磁性纳米颗粒仿生合成

趋磁细菌磁小体是由生物膜包裹且呈链状排列的磁性纳米颗粒,磁小体通过生物矿化形成的磁性纳米颗粒具有规则的形状、均一的粒径及较高的结晶度,引起了研究者的广泛关注.磁小体膜由磷脂和脂肪酸组成,磁小体膜脂质囊泡实际上是一个控制磁性纳米颗粒精确合成的纳米反应器.磁小体膜内的一系列生物矿化蛋白控制着铁的转运、铁的氧化还原、磁性纳米颗粒的形核以及生长.目前,磁小体生物矿化的具体机制尚未明确且磁小体难以实现规模化生产,因此引发了人们对仿生合成磁小体的研究.体内研究显示,磁小体蛋白如Mms6、MamC、MmsF、MamG和MamD对磁小体的尺寸和形貌具有重要的调控作用,被认定为用于仿生合成磁小体的最好候选蛋白.一些工作已经对源于趋磁细菌的Mms6、MamC、MmsF等重组蛋白介导的磁性纳米颗粒的仿生合成进行了研究.这些研究不仅能够帮助我们更好地理解磁小体的生物矿化过程,而且能够制备出高质量的类磁小体磁性纳米颗粒.本文重点综述了几种重要的磁小体蛋白在介导磁性纳米颗粒仿生合成方面的研究进展,并对其未来发展进行了展望.     

垂直取向L10 FePt纳米粒子的磁性

用磁控溅射法在加热到700℃的MgO(001)基板上沉积了FePt薄膜. 依靠基板与薄膜间的晶格失配, 形成了磁化易轴垂直于基板平面的L10相(001)织构. 膜厚为5 nm时得到了直径约70 nm的纳米粒子, 4.2 K温度下其矫顽力达105 kOe(1 Oe=79.58 A/m). 膜厚增加到50 nm时, 薄膜由不连续变化为连续, 矫顽力下降了一个数量级. 用微磁学方法对单畴粒子的自发磁化和磁化反转过程进行了模拟. 结果表明, 磁化反转机制是涡旋式的成核, 模拟矫顽力为121 kOe. 这意味着实验获得的矫顽力已经接近理想单晶单磁畴粒子矫顽力的极限.