[發明專利]一種金屬有機骨架磁性納米鏈及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202010599866.4
• 申請日: 2020-06-29
• 公開（公告）號: CN111672477A
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 張蘭;丁青青;張文敏;張蓉
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: B01J20/22
• 分類號: B01J20/22;B01J20/28;B01J20/30;C07K1/14
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 林文弘;蔡學俊

本發明公開了一種金屬有機骨架磁性納米鏈（Fe₃O₄@ZIF?8 MNC）及其制備方法和應用，在外加磁場下，通過ZIF?8與Fe₃O₄的自組裝形成Fe₃O₄@ZIF?8 MNC。本發明制備工藝簡單、條件溫和，制備得到的Fe₃O₄@ZIF?8 MNC材料具有可控的長徑比、較高的比表面積、大量的低配位Zn²⁺和良好的磁性。可將其作為微型磁性攪拌子用于微量樣品的分離富集，同時兼備攪拌與吸附的作用，極大提高了萃取效率，且易于后續的分離。最后，將所制備的Fe₃O₄@ZIF?8 MNC應用于微量血液中富組氨酸蛋白的分離富集，通過低配位的Zn²⁺與組氨酸殘基的相互作用，實現對富組氨酸蛋白的有效萃取。

技術領域

本發明屬于金屬有機骨架制備技術領域，具體涉及一種金屬有機骨架磁性納米鏈（Fe₃O₄@ZIF-8 MNC）及其制備方法和應用。

背景技術

快速混合對于實現有效的化學和生物反應來說是至關重要的。由于被動擴散是一個緩慢的過程，因此通常需要攪拌溶液來達到更加快速的混合。而產生這種均質作用通常涉及能量的外部輸入，例如，通過使用商業磁性攪拌子來轉換磁場能量。但是，這種大尺寸的攪拌子對于微量樣品的混合是不兼容的。因此，應對微量樣品下的主要挑戰在于制造低成本的、微型化的攪拌子，使其能夠轉換外部能量以進行快速的混合。

磁性納米材料，特別是基于磁性氧化鐵（Fe₃O₄）的納米材料，由于其獨特的理化性質，引起了越來越多研究者的興趣。所報道的大多數磁性納米材料都以零維（0D）結構的形式存在（即顆粒或微球）。與磁性顆粒或微球相比，一維磁性納米材料，包括納米線，納米鏈和納米棒，具有可調節的長徑比、獨特的各向異性、高的磁場飽和度、動態磁場中可產生局域物理剪切力及更高的成像和藥物輸送能力，故能有效用于微量溶液的混合，同時兼顧攪拌均質與吸附的作用，且易于分離。到目前為止，已開發了多種方法用于制備一維（1D）磁性納米材料，包括磁場中的水熱或溶劑熱反應，聚合物輔助的磁偶極組裝，磁場輔助的溶膠-凝膠涂層，模板合成以及電紡絲制造。然而這些方法大都需要極高的反應溫度或是繁瑣的合成步驟，因此需要開發一種更為簡便、溫和的制備方法。

發明內容

本發明旨在提供一種金屬有機骨架磁性納米鏈（Fe₃O₄@ZIF-8 MNC）的制備方法，該方法工藝簡單、條件溫和。Fe₃O₄@ZIF-8 MNC具有可控的長徑比、較高的比表面積、大量的低配位Zn²⁺和良好的磁性。Fe₃O₄@ZIF-8 MNC可用于微量樣品的快速均質，同時還兼顧吸附功能，易于后續的磁性分離。Fe₃O₄@ZIF-8 MNC材料通過結構中低配位的Zn²⁺與蛋白質表面的組氨酸殘基相互作用，可實現對富組氨酸蛋白的高效吸附，采用2-甲基咪唑溶液作為洗脫液，通過競爭作用可有效洗脫富組氨酸蛋白，故該材料作為一類新型的微型攪拌子可有效用于富組氨酸蛋白的萃取。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種Fe₃O₄@ZIF-8 MNC是在外加磁場下通過ZIF-8與Fe₃O₄的自組裝形成。該材料具有可控的長徑比、高的比表面積、大量低配位的Zn²⁺離子及良好的磁性。從而可作為微量樣品的高效萃取材料。

所述Fe₃O₄@ZIF-8 MNC的制備方法具體包括以下步驟：