[發明專利]磁性復合顆粒及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201611095989.4
• 申請日: 2016-12-02
• 公開（公告）號: CN106623894B
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 董培濤;吳學忠;王俊峰;王朝光;陳劍;曾學盛;張晨煜
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;B22F1/02;B22F9/24;B82Y40/00;B82Y25/00;G01N21/65
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 趙洪;黃麗

本發明公開了一種磁性復合顆粒及其制備方法和應用。該磁性復合顆粒為核殼衛星結構，包括銀殼磁珠和金納米棒，銀殼磁珠表面通過聚（2?乙烯吡啶）與金納米棒結合；銀殼磁珠是由錳鐵氧體和連續包被在錳鐵氧體上的銀殼組成。磁性復合顆粒的制備方法包括（1）將銀殼磁珠加入到聚（2?乙烯吡啶）溶液中，超聲處理，得到聚（2?乙烯吡啶）修飾的銀殼磁珠；（2）制備金納米棒溶液；（3）將聚（2?乙烯吡啶）修飾過的銀殼磁珠與金納米棒溶液混合，超聲反應，得到磁性復合顆粒，可作為SERS增強基底的檢測應用。本發明的磁性復合顆粒具有很好的磁響應能力和SERS性能，制備方法工藝簡單、通用性強、適用性廣。

技術領域

本發明屬于納米材料領域，涉及一種磁性復合顆粒及其制備方法和應用，具體涉及一種核殼衛星結構的磁性復合顆粒（AgMNP–AuNRs）及其制備方法和應用。

背景技術

由于納米級粗糙的金屬表面對吸附在上面的探針分子具有巨大的拉曼增強效應，因此表面增強拉曼光譜（SERS）是一種非常重要的、可以應用到小分子痕量檢測的振動光譜分析技術。基于它的高靈敏以及指紋識別特性，SERS已經在很多領域得到了應用。SERS能夠得到應用，甚至未來可以在臨床診斷領域發揮作用的關鍵在于高性能SERS增強基底的可控制備。

在尺度為1～5nm的納間隙處會形成SERS“熱點”，處于SERS“熱點”區域的探針分子的拉曼信號會被強烈的放大。目前，雖然已經有許多帶有“熱點”結構的SERS增強基底被報道，但是大多數已經被報道的SERS“熱點”結構是零維，一維或者二維材料，SERS“熱點”的密度和數量都比較有限。

在過去的幾年間，將磁性內核和貴金屬納米顆粒復合在一起形成核殼衛星結構納米復合顆粒來構筑SERS基底的方法，引起廣泛的關注和研究。研究人員發現，這類基于磁性內核和貴金屬納米顆粒的復合物，相比傳統的膠體類SERS基底具有一些獨特的優勢。第一，它們非常適合檢測溶解在水中或者是乙醇中的化學物質，因為它們的超順磁性保證了它們可以在外加磁場的作用下，對目標化學物質做到很好的富集，而不用經過離心過程，可以避免離心損失，甚至是離心導致的沉降。第二，在外加磁場的作用下，這類磁性基底可以團聚在一起，就會形成顆粒間的“熱點”，從而進一步的增強SERS信號。在過去的十幾年間有許多研究人員研究了這類核殼衛星結構的磁性復合顆粒的構筑方法。比如，有的學者通過化學鍵（Au-S）直接連接Fe₃O₄和金納米顆粒來構筑Fe₃O₄–AuNPs磁性復合物。有的學者通過靜電方法，利用帶正電的Fe₃O₄來吸附帶負電的金納米顆粒來直接構筑這類Fe₃O₄–AuNPs磁性復合物。有的學者通過靜電方法，利用PEI修飾的Fe₃O₄（帶正電）來吸附PVP修飾的金納米棒（帶負電）構筑Fe₃O₄–AuNRs磁性復合物。但是，這類核殼衛星結構SERS增強基底的特點就是，磁性內核都沒有SERS增強能力，只是充當磁核，SERS增強由外圍連接的貴金屬納米顆粒保證，SERS增強效果有限。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種具有很好的磁響應能力和SERS性能的磁性復合顆粒，還提供一種制備時間短、工藝簡單、通用性強、適用性廣的磁性復合顆粒的制備方法，并相應提供上述磁性復合顆粒作為SERS增強基底的檢測應用。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種磁性復合顆粒，所述磁性復合顆粒為核殼衛星結構，所述磁性復合顆粒包括銀殼磁珠和金納米棒，所述銀殼磁珠為磁性復合顆粒的磁性內核，所述銀殼磁珠表面通過聚（2-乙烯吡啶）與所述金納米棒結合；所述銀殼磁珠是由錳鐵氧體和連續包被在錳鐵氧體上的銀殼組成。