[發明專利]靜態弱磁場誘導生物合成Fe3O4磁性納米微粒的方法

無效

• 申請號: 201210261714.9
• 申請日: 2012-07-26
• 公開（公告）號: CN102766660A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發明（設計）人: 李宏煦;王琳;李超;張祉倩;陳雨
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C12P1/04
• 分類號: C12P1/04;C12R1/01
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

技術領域

本發明屬于鐵氧體納米材料制備領域，具體涉及一種利用磁場誘導生物合成Fe₃O₄磁性納米微粒的方法。

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背景技術

鐵氧體納米磁性材料是一種非常重要的無機功能材料，其應用涉及到電子、信息、機電、汽車、冶金、航天航空、交通運輸系統、工程、生物、醫學等領域，在高密度磁記錄、磁流體、磁傳感器和微波材料以及催化、環境治理等方面將得到廣泛的應用。

鐵氧體磁性納米材料因其具有的磁性質，成為目前世界材料領域的研究熱點。納米氧化鐵在高磁記錄密度方面有優異的工作性能，記錄密度約為普通氧化鐵的10倍。鐵氧體磁性納米材料，具有小尺寸效應、良好的磁導向性、生物相容性、生物降解性和活性功能基團等特點，由于其良好的生物活性、親和性或反應活性，可結合各種功能分子如酶、抗體、細胞、DNA或RNA等，因而在靶向藥物、酶的固定化、免疫測定、細胞的分離與分類等領域有廣泛的應用。

近年來化學法制備納米鐵氧體磁性材料引起了人們的廣泛關注，化學合成法制得的材料顆粒尺寸、形狀、組分可控，而且材料的性能可根據條件進行改善，然而化學法還存在一些不足，如制備的磁性納米顆粒易團聚，抗磁干擾能力較弱，在磁鐵誘導下發生團聚現象，并且在使用分散劑的基礎上，造成了醫藥領域和環境治理領域應用中的生物降解的障礙。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的是提供一種解決傳統化學共沉淀法合成的磁性納米顆粒易團聚，抗磁干擾能力弱，磁鐵誘導下發生團聚現象的問題，在相對簡單的條件下通過對氧化亞鐵硫桿菌施加外界靜態磁場，得到一套培養調節較為溫和，外界條件控制簡單，且可以有效合成超順磁性微粒的方法。

生物方法產生的磁小體Fe₃O₄納米顆粒，是在生物體胞內的囊泡礦化而成的，受基因調控，大小均勻，形態相似，再者其外包裹有一層磷脂膜，能阻止磁小體顆粒團聚。此外，對于醫藥醫學的發展，生物合成的磁性納米材料因其具有更好的生物兼容性而更被推崇。

所謂超順磁性就是指所有單磁疇顆粒集合體的磁性。在無外加磁場時，由于物質原子做無規則的熱振動，宏觀看沒有磁性；在外加磁場作用下，每個原子磁矩比較規則地取向，物質顯示極弱的磁性。本發明中外加5-10mT范圍的靜態弱磁場對氧化亞鐵硫桿菌影響作用最大，促進其生長，合成的更多的超順磁性Fe₃O₄微粒，更有利于誘導氧化亞鐵硫桿菌合成Fe₃O₄微粒。在圖2的設計中本發明利用鐵的晶體結構、內應力等不均勻性很小，從而矯頑力很小，所以使它磁化或去磁都不需要很強的磁場的鐵圈效應原理增加局部磁場強度。

本發明采取以下技術方案：靜態弱磁場誘導生物合成Fe₃O₄磁性納米微粒的方法，

包括以下步驟：

（1）將菌濃度達到10⁸-10¹⁰個/mL的氧化亞鐵硫桿菌的菌液為原料，置于試管中，在中曝磁的磁場強度范圍為5-10mT中曝磁24-25h；

（2）將步驟1處理曝磁后的菌液轉接至錐形瓶中，放入生物振蕩培養箱中，在恒溫25～35°C的溫度條件下以150-200r/min；的轉速振蕩培養20～28h；過程中測量菌液OD值，對振蕩培養后的菌液先濾去固體雜質后使用膠皮管接抽氣機進行抽濾，過濾材料用孔徑0.45μm的微孔濾膜，抽濾后得到氧化亞鐵硫桿菌菌體，最終得到菌體內合成的Fe₃O₄超順磁性納米微粒。

本發明的技術方案，其突出優點在于所用材料易于得到，外界條件控制簡單，通過靜態弱磁場作用促進氧化亞鐵硫桿菌體生長，有效合成超順磁性Fe₃O₄微粒，通過細菌菌體的包裹極大地降低納米Fe₃O₄的弱磁性含量，避免了普通方法抗磁干擾能力較弱，在磁鐵誘導下發生團聚現象的缺點。

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附圖說明

圖1為所使用菌種的透射電鏡照片示意圖（箭頭所指出為菌體內合成的Fe₃O₄磁性納米顆粒）。

圖2為經磁場作用后氧化亞鐵硫桿菌體內Fe₃O₄超順磁性納米顆粒形態透射電鏡照片示意圖。

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具體實施方式