荧光磁性多功能纳米材料的制备方法技术

一种荧光磁性多功能纳米材料的制备方法，属于纳米材料制备领域。本发明专利技术首先制备表面带有羧基或者氨基的超顺磁性纳米粒子，再制备表面带有羧基或者氨基的半导体量子点，直接将磁性纳米粒子与半导体量子点通过静电相互作用相结合，通过调节反应液的ｐＨ值促进其结合，得到荧光磁性多功能纳米材料。本发明专利技术得到的材料荧光强度高、荧光寿命长、几乎没有光漂白现象，可以通过简单的外加磁场实现磁控制和磁分离。制备方法十分简单、成本低，可用于多色荧光检测、生物标记、细胞成像和显影、细胞或其他生物分子的分离研究，适用于生物化学、分子生物学、临床医学等领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种纳米材料制备
的方法，特别是一种。
技术介绍
量子点(QDs)特指半径小于或接近激子波尔半径的半导体纳米颗粒，其独特的量子尺寸效应和表面效应使之成为波长-亮度多通道传输系统的理想荧光色团。相对于传统的有机荧光染料，大小均匀的半导体量子点发射光谱窄且具有尺寸“调谐”特性，用单个波长即可激发不同的量子点，荧光量子产率高，稳定性好，具有很好的生物相容性等优点。而且近年来量子点丰富的光学特性及其在生物学标识方面巨大的研究和应用价值逐步被看好。通过严格控制生长条件，或通过一定的物理或化学手段筛选，就能得到尺寸分布窄即发光波长确定的量子点。利用量子点的颜色和光强的不同，经组合后可“标识”几万乃至上百万的生物分子，这对基因组学和蛋白质组学等方面研究的数据采集、处理方法的改进和创新，以及研究生物大分子的细胞定位、相互作用及动态变化，实现对生物大分子的“编码”及“查询”等极具意义。所以，量子点在生物化学、分子生物学、细胞生物学、基因组学、蛋白质组学、药物筛选、生物大分子相互作用等研究中有极大的应用前景。磁性纳米粒子具有特殊的磁性能，已经被广泛地用于许多先进的
，其中包括生物医药和诊断等。磁性纳米粒子标记的生物分子，能够在外加磁场下快速简便和有效地分离，所以磁性纳米粒子可应用于细胞分选和分离测试。因此，如果将磁性纳米粒子与量子点相结合，将得到一个特殊的多功能的磁性荧光纳米粒子，能够同时具备磁性纳米粒子与量子点两者的优点，有很大的应用潜力。经对现有技术的文献检索发现，中国专利公开号为1539913和1523076专利，这两个专利是将量子点和磁性粒子共同包覆入高分子微球中，得到了具备有荧光磁性多功能的纳米材料。这个技术的缺点是由于高分子的包覆，得到纳米材料的荧光强度和磁性能相对量子点和磁性粒子有明显降低，从而限制了其应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种，得到的材料既具有高的荧光量子产率和良好的荧光稳定性，又具有磁性能。制备该荧光磁性纳米材料的方法操作方便，制备装置简单，成本低，得到的材料稳定性好，既可用于多色荧光检测，又可实现产品的分离、定向和富集，适用于生物化学、分子生物学、临床医学等领域。本专利技术是通过以下技术方案实现的，本专利技术首先制备表面带有羧基或者氨基的超顺磁性纳米粒子，再制备表面带有羧基或者氨基的半导体量子点，通过调节反应液的pH值，直接将磁性纳米粒子与半导体量子点通过静电相互作用相结合，得到荧光磁性多功能纳米材料。本专利技术中，通过调节反应液的pH值，直接将磁性纳米粒子与半导体量子点通过静电相互作用相结合，具体如下用甲醇沉析得到的半导体量子点，并分散在水溶液中，得到浓度为30mM的量子点水溶液，对于表面带有氨基的量子点，用NaOH水溶液调节pH值在8～12，对于表面带有羧基的量子点，用HCl水溶液调节pH值在2～6范围内，分别加入上述制备好的带有羧基或者氨基的Fe3O4溶液，室温搅拌并反应24小时，用磁场进行分离，水洗三次，得到荧光磁性多功能纳米材料。本专利技术通过简单改变量子点的种类和粒径大小，调节磁性粒子和量子点的配比，可以得到发射不同波长、磁含量不同的荧光磁性纳米材料，为荧光磁性纳米材料的生产和实际应用提供了可行的且环保的制备方法。本专利技术方法简便，可实现荧光磁性纳米合物的磁性质、荧光性质、尺寸及表面性质高度可控。既可用于多色荧光检测，又可实现产品的分离、定向和富集，适用于生物化学、分子生物学、临床医学等领域。具体实施例方式以下对本专利技术作进一步的说明，方法包括以下步骤(1)制备表面带有羧基或者氨基的超顺磁性Fe3O4粒子采用共沉淀法制备超顺磁性纳米Fe3O4，在80℃下向含有Fe2+和Fe3+盐的水溶液中加入碱液后，持续反应60分钟，在外加磁场下，用去离子水洗涤至中性，得到裸的磁性纳米Fe3O4粒子。将裸的磁性纳米Fe3O4粒子分散在水中，立刻滴加油酸并搅拌，经外加磁场分离并水洗三次后，即可得到油酸包覆的磁性Fe3O4粒子，将其分散在水中，得到表面带有羧基的磁性Fe3O4水溶液。将裸的磁性纳米Fe3O4粒子分散在乙醇溶液中，加入硅烷化试剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷(Si(OC2H5)3C3H7NH2)，70℃水浴中反应4小时，冷却，用去离子水洗涤将其分散在水中，得到表面带有氨基的Fe3O4水溶液。(2)制备半导体量子点在含有Cd2+的水溶液中加入修饰剂巯基乙酸(或巯基乙胺)，用1M的NaOH水溶液调节pH为10(或用1M的盐酸溶液调节pH为4)。然后在磁力搅拌下加入新制备的NaHTe或NaHSe水溶液，反应液加热至沸腾，回流1～24小时，得到粒径大小不同、表面带有羧基或者氨基的CdTe或CdSe量子点材料。(3)制备荧光磁性纳米材料用甲醇沉析得到的半导体量子点，分散在水溶液中得到浓度为30mM的量子点水溶液。对于表面带有羧基的量子点，用NaOH水溶液调节pH值在8～12；对于表面带有氨基的量子点，用HCl水溶液调节pH值在2～6范围内，分别加入上述制备好的带有氨基或者羧基的Fe3O4溶液，室温搅拌并反应24小时，用磁场进行分离，水洗三次，得到荧光磁性纳米材料。本专利技术通过改变量子点的种类和控制量子点的半径得到发射光谱在488nm～605nm之间的多种颜色的荧光磁性纳米材料。以下结合本专利技术的技术方案提供实施例。实施例1(1)表面带有氨基的磁性Fe3O4粒子的制备称取FeSO4·7H2O 4.12g，FeCl3·6H2O 8.03g，加双蒸水150mL，加热到80℃，并加入30ml 5M NaOH溶液，剧烈搅拌，反应60分钟，在外加磁场下，用去离子水洗涤至中性，得到了裸的磁性纳米Fe3O4粒子。将裸的磁性纳米Fe3O4分散在乙醇溶液中，加入3.5g硅烷化试剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷(Si(OC2H5)3C3H7NH2)，水浴回流反应4小时，冷却，洗涤并将其分散在水中，得到表面带有氨基的磁性Fe3O4水溶液。(2)表面带有羧基的CdTe半导体量子点的制备将0.5709g CdCl2·2.5H2O溶于100ml水中，加入0.38ml的巯基乙酸，再用1M的NaOH水溶液调节pH为10。在搅拌下加入8ml新制备的NaHTe水溶液，将此反应液加热至沸腾，回流1h，得到粒径1.5nm，荧光发射峰488nm的表面带有羧基的CdTe半导体量子点。(3)荧光磁性纳米材料的制备取上述表面带有羧基的的CdTe半导体量子点溶液，用HCl水溶液调节pH值为2，加入上述表面带有氨基的磁性Fe3O4水溶液，在室温下搅拌反应24小时，外加磁场分离，水洗三次，分散在3ml水溶液中，得到发射波长为488nm的荧光磁性纳米材料。实施例2(1)表面带有羧基的磁性Fe3O4粒子的制备称取24.3g FeCl3·6H2O和16.7g FeSO4·7H2O溶于150ml的水中，升温至80℃，加入45ml 25％的氨水，共沉淀生成Fe3O4粒子后，立即缓慢滴加1g油酸，80℃下持续加热反应60分钟，冷却，在外加磁场下，用去离子水洗涤，得到表面带有羧基的Fe3O4水溶液。(2)表面带有氨基的CdTe半导体量子点的制备将1.1418g CdCl2·2.5H2O溶于100ml水中，加入0.9316g巯基乙胺，再用1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种荧光磁性多功能纳米材料的制备方法，其特征在于，首先制备表面带有羧基或者氨基的超顺磁性纳米粒子，再制备表面带有羧基或者氨基的半导体量子点，通过调节反应液的ｐＨ值，直接将磁性纳米粒子与半导体量子点通过静电相互作用相结合，得到荧光磁性多功能纳米材料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：贺蓉，高峰，尤小刚，潘碧峰，崔大祥，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]