[發明專利]一種表面修飾官能團的磁性納米粒子的制備方法

無效

• 申請號: 201010241718.1
• 申請日: 2010-07-30
• 公開（公告）號: CN101901659A
• 公開（公告）日: 2010-12-01
• 發明（設計）人: 孫曉明;張國新;常錚
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: H01F1/11
• 分類號: H01F1/11
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

技術領域

本發明涉及一種多種表面官能團修飾的磁性納米粒子的制備方法，屬于無機先進納米材料制備工藝技術領域。

技術背景

近十幾年，磁性納米材料受到了人們的極大關注，它在機械，電子，光學，化學和生物學領域有著廣泛的應用前景。通過在納米磁性粒子表面接枝多種具備不同性質的功能化基團，使得納米材料在實現多功能化同時具備易分離、可識別等優點。因此，磁性納米粒子的制備及表面修飾在當前納米科學研究中占據重要的地位，其關鍵技術是控制磁性粒子的尺寸和表面性質。目前存在的制備方法中，對尺寸控制并不困難，但表面官能團修飾及表面電性控制技術仍待改進。通過對納米磁性粒子進行表面修飾，既可以改善其生物相容性，又賦予它各種特殊功能。通常可經過共聚、接枝或表面改性，使磁性粒子表面帶有羥基、羧基、氨基等功能基團，然后再與蛋白質、抗體、抗原等連接，應用于細胞分離、靶向藥物、磁共振成像和免疫分析等方面。目前，磁性納米微粒表面修飾及電性控制是化學和生物醫學的一個熱門研究課題。

有研究報道了一些表面官能團修飾的磁性納米粒子的制備與應用，他們分別是在特定制備條件下得到了某種表面修飾磁性粒子(Chem.Eur.J.2006，12，6341-6347；Chem.Mater.2004，16，2344-2354；Bioch.Eng.J.2008，40，408-414；Adv.Drug?Delivery?Rev.2010，62，284-304；Mater.Sci?Eng.C.2010，30，484-490；J.Am.Chem?Soc.2005，127，7316-7317)，制備方法不具備普適性。目前未見通過一步溶劑熱法在簡易、通用條件下制備具備不同表面性質的磁性納米粒子的相關報道。因此發展新的便捷、普適制備方法，獲得具有特定尺寸、表面有機官能團修飾、表面電性可控、粒徑分布較窄等特點的磁性納米粒子，具有十分重要的意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種通過一步溶劑熱法控制合成不同表面性質的磁性納米粒子的方法。

本發明為一種表面修飾的磁性納米粒子的制備方法，磁性納米粒子產物的直徑為30-300nm，粒徑均一，分散度良好，磁學性能良好，表面官能團豐富，表面電性可控，所述制備方法便捷、高效，并具備普適性、可控性的優點。通過所述的制備方法，根據需求將多種具有不同活性基團的有機分子接在磁性粒子表面，使得納米磁性粒子上修飾有豐富的有機官能團，如氨基、亞氨基、羥基及羧基等，提高其環境的適配性，使其具備更高的實際應用價值。本發明提及的制備方法沒有采用有機分子連接的常見方法，而是將官能團直接嵌入納米磁性微球，使得產品的官能團修飾牢固，具有較好的穩定性。此外，通過控制表面修飾劑的加入量能夠定量控制磁性微球表面電性的正負及強弱，使其在生物醫藥及生物分離等領域具有更寬的應用范圍。

本發明的技術方案如下：一種通過一步溶劑熱法控制合成表面官能團修飾的磁性納米粒子的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

a.將三價鐵的可溶性鹽和醋酸鈉或醋酸鉀溶于乙二醇制得均一透明混合溶液，三價鐵的可溶性鹽在乙二醇溶液中的濃度范圍為：0.05-0.50mol/L，醋酸鈉或醋酸鉀在乙二醇溶液中的濃度范圍為：0.50-1.50mol/L；

b.將具備特征官能團的表面修飾劑(如乙二胺EDA，聚乙烯亞胺PEI，聚乙二醇PEG，葡萄糖酸鈉SG，聚丙烯酸等)加入步驟a所得溶液中，攪拌、超聲得到均一懸濁液，特征官能團為如氨基、亞氨基、羥基及羧基等；

c.將步驟b所得溶液移入有聚四氟乙烯內襯的不銹鋼高壓反應釜進行溶劑熱反應，溫度范圍為150-220℃，反應時間為6-96小時，保持反應體系壓力在2-8個大氣壓范圍內，反應結束自然冷卻至室溫；

d.反應釜中下層沉淀即為目標產物，用去離子水或無水乙醇離心洗滌，去掉產物中溶劑，室溫干燥后即可得到表面官能團(如氨基、亞氨基、羥基和羧基等)修飾的磁性納米粒子。

三價鐵鹽與醋酸鈉或醋酸鉀摩爾比范圍為：1∶3-1∶9，最佳比例為1∶6；三價鐵鹽與乙二胺摩爾比范圍為：1∶4.1-1∶40.5，最佳比例為：1∶21；三價鐵鹽與聚乙烯亞胺(M.W＝70,000，50％水溶液)的摩爾比范圍為：1∶0.001-1∶0.005，最佳比例為：1∶0.0029；三價鐵鹽與聚乙二醇(M.W＝1000)的摩爾比范圍為：1∶0.14-1∶1.4，最佳比例為1∶0.56；三價鐵鹽與葡萄糖酸鈉的摩爾比范圍為：1∶0.62-1∶6.18，最佳比例為：1∶2.48。