[發(fā)明專利]金殼磁珠及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610216913.6
• 申請日: 2016-04-08
• 公開（公告）號: CN107275023B
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 董培濤;吳學(xué)忠;王俊峰;陳劍;王朝光;曾學(xué)盛;張晨煜
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: H01F1/00
• 分類號: H01F1/00;B22F1/02;B22F9/24
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所(普通合伙) 43008
• 代理人: 趙洪;黃麗

本發(fā)明公開了一種金殼磁珠及其制備方法和應(yīng)用。該金殼磁珠包括磁性內(nèi)核，還包括連續(xù)包被在磁性內(nèi)核上的金殼，磁性內(nèi)核為錳鐵氧體，錳鐵氧體的粒徑為190nm～300nm，金殼的厚度為15 nm～120nm，金殼磁珠的磁飽和值為10emu/g～55emu/g。金殼磁珠的制備方法包括以下步驟：（1）制備聚醚酰亞胺修飾的錳鐵氧體；（2）使所述聚醚酰亞胺修飾的錳鐵氧體的表面吸附上帶負(fù)電的金種子；（3）制備金殼磁珠。金殼磁珠的應(yīng)用包括其作為SERS增強基底的檢測應(yīng)用。該金殼磁珠粒徑可控、尺寸均一，具有很好的磁響應(yīng)能力和SERS性能，該制備方法時間短、工藝簡單、通用性強、適用性廣。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于納米材料領(lǐng)域，具體涉及到一種金殼磁珠及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

近年來，磁性和貴金屬納米顆粒由于具有獨特的磁響應(yīng)和光學(xué)特性被廣泛的應(yīng)用到核酸提取、信息存儲、催化、光子學(xué)以及表面增強拉曼散射（SERS）等諸多領(lǐng)域中。超順磁性的納米材料在外加磁場的作用下，可以很容易的被富集并且在外加磁場移除后，可以很好的重新分散到溶液中，因此這些材料的研究也越來越熱。磁性材料經(jīng)常被用來代替離心從溶液中捕獲和富集樣品。貴金屬納米顆粒由于其良好的生物相容性和簡便的生化改性能力也獲得了極大的關(guān)注。此外，納米級粗糙的金表面可以放大吸附分子的拉曼信號。一個磁性內(nèi)核和金屬外殼可以組合成一種獨特的多功能復(fù)合材料，例如金殼磁珠，銀殼磁珠等。金殼磁珠具有很好的磁響應(yīng)能力和穩(wěn)定性，并且具有很好的生物兼容性，可以說金殼磁珠推動了這類核殼結(jié)構(gòu)磁性材料的發(fā)展和應(yīng)用。因此，在過去的幾十年里，專家學(xué)者探索了許多制備金殼磁珠的工藝方案。有的學(xué)者通過化學(xué)鍵（Au-S）直接連接鐵核和金納米顆粒；有的學(xué)者利用靜電作用直接連接帶正電的鐵核和帶負(fù)電的金納米顆粒構(gòu)筑這種復(fù)合結(jié)構(gòu)；有的學(xué)者利用二氧化硅中間層來構(gòu)筑這種金殼的磁性結(jié)構(gòu)；有的學(xué)者在鐵核外用多巴胺修飾使表面帶正電，然后吸附帶負(fù)電的金種子，再用種子生長法來包被金殼。也有的學(xué)者利用一鍋法來制備金殼磁珠。除了這些方法之外，還有一種常用的制備金殼磁珠的方法在過去的十幾年里也得到了很好的研究和發(fā)展，那就是重復(fù)的鹽酸羥胺種子生長法。

從熱力學(xué)上來講，羥胺或者鹽酸羥胺能夠把氯金酸還原成金單質(zhì)，而金納米顆粒的表面又可以加速這個過程的進行。因此，新被還原的金單質(zhì)會優(yōu)先在原有的金納米顆粒上生長而不是再成核。這樣就可以實現(xiàn)生長和成核的分離。2000年，Natan等人用羥胺種子生長法把小的金顆粒長大。2004年，Lyon等人把吸附在鐵核上的金種子用該方法進行長大，包覆金殼磁珠，他們首創(chuàng)了這種制備金殼磁珠的方法并且命名為重復(fù)的鹽酸羥胺種子生長法。整個反應(yīng)包括五個重復(fù)加入鹽酸羥胺和氯金酸的過程，實驗過程比較繁瑣，耗時較長。2009年，Gu等人利用Lyon的方法合成了Fe₂O₃/Au并且用于IgG的檢測。他們在之前的基礎(chǔ)上做了一些改進，把五步的反應(yīng)過程縮短為了三步，但是每步反應(yīng)時間不得低于50 min，制備過程仍然較為繁瑣。2010年，Zhou等人仍然利用這種較為繁瑣的五步鹽酸羥胺種子生長法來制備Fe₃O₄/Au這種金殼磁珠并用于PSA的檢測。但是，上面提到的這些方法都有著一些缺點，比如工藝復(fù)雜、耗時、可控性差、包被的金殼不連續(xù)或者需要借助二氧化硅中間層才能構(gòu)筑。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種粒徑均一、具有很好的磁響應(yīng)能力和SERS性能的金殼磁珠，還提供一種制備時間短、工藝簡單、通用性強、適用性廣的金殼磁珠的制備方法，并相應(yīng)提供上述金殼磁珠作為SERS增強基底的檢測應(yīng)用。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種金殼磁珠，包括磁性內(nèi)核，還包括連續(xù)包被在磁性內(nèi)核上的金殼，所述磁性內(nèi)核為錳鐵氧體，所述錳鐵氧體的粒徑為190nm～300nm，所述金殼的厚度為15nm～60nm，所述金殼磁珠的磁飽和值為10emu/g～55emu/g。

作為一個總的發(fā)明構(gòu)思，本申請還提供一種金殼磁珠的制備方法，包括以下步驟：