[發明專利]一種納米粒子及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201510566383.3
• 申請日: 2015-09-08
• 公開（公告）號: CN105233841A
• 公開（公告）日: 2016-01-13
• 發明（設計）人: 常智敏;董文飛;李力;張翼;王政
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州生物醫學工程技術研究所
• 主分類號: B01J23/89
• 分類號: B01J23/89;B01J23/68
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 張建綱

技術領域

本發明涉及納米材料領域，具體為一種具有非對稱結構納米粒子及其制備方法和應用。

背景技術

銀是眾所周知的對細菌具有抵抗作用的抗菌劑，被直接用做醫療抗菌的歷史也已經很久遠了。當銀的尺寸降低到納米級別時，因其具有表面效應，銀納米粒子的抑菌活性大大提高了。銀納米粒子緩慢釋放出Ag⁺，當其到達帶負電荷的微生物細胞膜時，通過靜電相互作用他們牢固吸附破壞了細胞膜。Ag⁺穿過細胞壁破壞了活性酶的功能基團，抑制了酶的活性阻礙了進一步合成蛋白質Protein及核酸Nucleicacid，破壞了細菌機體結構導致其迅速死亡。然而，納米銀(AgNPs)極易團聚，而且光照下容易氧化導致抗菌活性下降，極大的限制其在日常生活中的廣泛應用。

中國專利文獻CN102430375A公開了一種二氧化硅-銀納米復合微球，所述復合微球以二氧化硅為核，聚合物為殼，利用二氧化硅聚合物微球表面羧基對銀離子的絡合作用和離子交換作用將銀離子吸附并穩定在二氧化硅復合微球表面，然后通過原位化學還原制備直徑小且分散度高的銀納米粒子。所述的復合微球將納米銀粒子負載于體積較大的二氧化硅核表面，有效解決了納米銀極易團聚的問題。然而，由于其中的二氧化硅核為各項同性的對稱結構，表面物理化學性能呈均勻分布狀態，這就意味著，所述復合微球再負載其他功能粒子時，各負載體的性能極易抵消或減弱，使之無法有效功能化。

發明內容

為此，本發明所解決的是現有復合銀粒子微球無法有效功能化的問題，提供一種兼具多種功能的非對稱結構納米粒子及其制備方法和應用。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：

本發明所述的一種納米粒子，包括介孔二氧化硅棒，嵌設在所述二氧化硅棒一端的磁性粒子，以及負載在所述二氧化硅棒表面的銀粒子；所述二氧化硅棒的長度為20～500nm，所述磁性粒子的粒徑為50～150nm，所述銀粒子的粒徑為1～5nm，所述介孔的孔徑為1～3nm。

所述磁性粒子為r-Fe₂O₃、MeFe₂O₃、Fe₃O₄、MnO、NiO、NiCoFe、FeCo、NiFe中的至少一種，其中，Me為Co、Mn、Ni中的一種。

所述納米粒子的比表面積為800～1200m²/g，累積孔體積不小于0.5cm³/g；所述納米粒子的磁響應能力不小于58emu/g。

本發明所述的納米粒子的制備方法，包括如下步驟：

制備磁性粒子，

將磁性前驅體、聚丙烯酸(PAA)以及二甘醇(DEG)的混合物在氮氣保護下室溫100～1000rpm攪拌30分鐘，之后加熱到240～280℃繼續100～1000rpm攪拌30分鐘，制得第一反應溶液，

在所述第一反應溶液中注入60～75℃的NaOH的二甘醇(DEG)溶液，繼續100～1000rpm攪拌1小時反應最終生成磁性粒子，

將所述磁性粒子進行分離、水洗、干燥；

所述聚丙烯酸與所述磁性前驅體的物質的量之比為10:1，所述二甘醇的體積份為所述二甘醇的體積與所述磁性前驅體的物質的量之比，所述體積份為30～40ml/mmol；

制備嵌設有所述磁性粒子的介孔二氧化硅棒，

將1ml濃度為8.6mg/ml的所述磁性粒子水溶液加入到10ml的5mg/ml陽離子表面活性劑的水溶液中，充分分散，加入0.5ml氨水，之后迅速加入正硅酸乙酯后繼續攪拌30分鐘，洗去所述陽離子表面活性劑，制得嵌設有所述磁性粒子的介孔二氧化硅棒；

所述二氧化硅棒的表面處理，

將所述二氧化硅棒分散在醇溶液中，加入氨基硅氧烷后攪拌均勻，再加入硅氧烷水解劑，攪拌加熱回流24小時，清洗后得之；

負載所述銀粒子，

將表面處理后的所述二氧化硅棒分散在醇溶液中，加入含銀鹽水溶液，并對所述溶液進行攪拌處理，加入還原劑后繼續攪拌反應0.5～1.5小時，洗滌后制得所述納米粒子，在水中分散，4℃避光保存。

所述磁性前驅體為鐵鹽、錳鹽、鎳鹽中的一種。

所述聚丙烯酸的分子量為1500～3000；所述氫氧化鈉的二甘醇溶液的濃度為0.1g/mL；所述陽離子表面活性劑為烷基季銨鹽。

所述還原劑為氨水和/或硼氫化鈉。

所述正硅酸乙酯與所述磁性粒子的物質的量之比為：