制备磁链结构的方法技术

本发明专利技术提供了一种用于制备磁链结构的方法。所述方法包括提供多个磁性颗粒；将所述多个磁性颗粒分散在包含基于多巴胺的材料的溶液中以形成反应混合物；施加遍及反应混合物的磁场以使反应混合物中的磁性颗粒对齐；和在对齐的磁性颗粒上聚合基于多巴胺的材料以获得所述磁链结构。还提供了通过所述方法制备的磁链结构。

Method of preparing magnetic chain structure

The present invention provides a method for the preparation of a magnetic chain structure. The method includes providing a plurality of magnetic particles; the plurality of magnetic particles dispersed in a solution containing dopamine material to form a reaction mixture based on applied magnetic field; in the reaction mixture to make magnetic particles aligned in the reaction mixture; and polymerization based on dopamine material to obtain the flux in the magnetic particle alignment structure the. A magnetic chain structure prepared by the method is also provided.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制备磁链结构的方法相关申请的交叉引用本申请要求2014年11月25日提交的、申请号为10201407815Q的新加坡专利申请的优先权的权益，其内容在此通过引用全文并入本申请并用于所有用途。
各种实施例涉及磁链结构和用于制备磁链结构的方法。
技术介绍
人们在开发金属、半导体和磁性结构的有序集合方面的基础和实际利益日益增长，在所述磁性结构中，该结构的表面等离子体激元、激子或磁矩的定制互动引起了与单独建块截然不同的新兴集体特性。在明确界定的广泛集合中，通过功能单元的线性排列赋予的具有定向电子、光学和/或磁性的一维(1D)链状结构在快速-开发领域如光电子学和纳米医学上具有巨大的前景。通过沿着1D模板(例如碳纳米管)来组织功能纳米结构，或者利用其定向自组装(其通常来源于通过区域选择性表面修饰引入的各向异性表面化学)的优势，进行了许多研究工作来制备功能性纳米结构的纳米链。可替换地，对于具有响应外部磁场和电场的固有特性的颗粒，颗粒间偶极-偶极相互作用可以驱动场中颗粒对齐以产生1D集合。尽管如此，在外场产生的链状结构通常会遭受瞬变稳定性，并且在除去场时经常散开。鉴于上述情况，存在对克服或至少减轻上述一个或多个问题的改进的链结构或链状结构的需求。
技术实现思路
在第一方面，提供一种用于制备磁链结构的方法。所述方法包括a)提供多个磁性颗粒；b)将所述多个磁性颗粒分散在包含基于多巴胺的材料的溶液中以形成反应混合物；c)施加遍及反应混合物的磁场以使反应混合物中的磁性颗粒对齐；和d)在对齐的磁性颗粒上聚合基于多巴胺的材料以获得磁链结构。在第二方面，提供通过根据第一方面的方法制备的磁链结构。附图说明结合非限制性实施例和附图，参考详细描述，将更好地理解本专利技术，其中：图1为展示通过迈克尔加成(Michaeladdition)和/或席夫碱反应(Schiffbasereaction)进行的硫代/端氨基分子与聚多巴胺(PDA)的反应机理的示意图。图2为通过磁性颗粒的磁性对齐，沉积自聚合粘合剂聚多巴胺以使磁性颗粒交联从而形成磁链结构，随后利用多聚多巴胺的多面反应性的优势进行功能化，逐步制备多功能磁链结构的示意图。图3展示(a)磁性纳米颗粒，(b)聚多巴胺涂覆的磁性纳米颗粒，和(c)磁性纳米链的透射电子显微镜(TEM)图像。图3(d)和(e)展示平均长度为(d)20μm和(e)1μm的磁性纳米链的扫描电子显微镜(SEM)图像。图3(f)和(g)展示颗粒间距离为(f)3nm和(g)25nm的代表性纳米链的TEM图像。图中的比例尺表示：(a)至(c)100nm；(d)10μm；(e)2μm；(f)和(g)50nm。图4为展示在300K下测量的合成的磁性纳米颗粒的磁化曲线的图。图5展示平均长度为2.7μm的磁性纳米链的SEM图像。图中的比例尺表示2μm。图6展示具有不同PDA厚度的(a)105nm和(b)185nm的磁性纳米链的SEM图像。图7展示在(a)不存在和(b)存在磁场的情况下干燥的磁性纳米链的SEM图像。图7(c)展示(1)随机分布的纳米链的暗视野显微镜图像，(2)至(4)沿磁场对齐的纳米链。图7(d)展示从描绘在旋转磁场下磁性纳米颗粒(左)，PDA涂覆的磁性纳米颗粒(中间)和纳米链(右)的水分散的视频提取的静止帧。图8为分散在不同的溶剂：水(H2O)、乙醇(EtOH)、二甲基甲酰胺(DMF)、四氢呋喃(THF)和氯仿(CF)中的聚乙二醇化的磁性纳米链的照片。图9展示(a)宽度为125nm的磁性纳米链和载有金纳米颗粒(AuNP)的磁性纳米链在(b)高和(c)低放大倍数下的TEM图像。图9(d)为展示(i)纳米颗粒，(ii)纳米链和(iii)载有AuNP的纳米链的紫外-可见光(UV-vis)光谱的图。图9(d)的插图为磁性纳米颗粒、磁性纳米链和载有AuNP的纳米链的照片(从左到右)。图9(e)为展示(i)在不搅动的情况下或(ii)在搅动的情况下通过载有AuNP的纳米链催化的4-硝基苯酚向4-氨基苯酚的时间依赖性转化的图。图9(e)的插图为描绘ln(Ct/Co)对反应时间的依赖性的图。图中的比例尺表示：(a)和(b)50nm；和(c)100nm。Ct为4-硝基苯酚的时间依赖性浓度，Co为4-硝基苯酚的原始浓度。图10展示(a)在磁分离之前和(b)之后的载有纳米颗粒的纳米链的照片。图11展示置于180mM磷酸盐缓冲盐水(PBS)(a)0小时和(b)2小时(a)中的制备好的纳米链(左)和聚乙二醇化纳米链(右)的照片。图11(c)展示用不同浓度的适体(从1至5，浓度为0、2.5、5、10和25μg/mL)修饰的纳米链的电泳。图12展示(a)用适体-纳米链(NC)和(b)sDNA-NC孵育后MCF-7细胞的暗视野和荧光叠合图像。图12还展示在磁解疗法(magnetolytictherapy)后用(c)用适体-NC以及(d)sDNA-NC处理的MCF-7细胞的荧光图像。死亡细胞用碘化丙啶(PI)(红色)染色。图12(e)为展示在不同条件下用不同生物缀合型NC处理后的MCF-7细胞的存活率的图。图12(f)为展示在存在或不存在旋转磁场的情况下用不同浓度的适体-NC处理后的MCF-7细胞的存活率的图。图13为概括本文公开的纳米颗粒和纳米链的成分、功能和潜在应用的表。图14为展示根据实施例的磁性纳米链混合器的示意图。图15为描述展示了化学物种的移动的设备操作的示意图。图16为描述使用脱氧核糖核酸(DNA)连接的量子点(QD)-磁性纳米链检测循环肿瘤细胞的示意图。图17为展示用于循环肿瘤细胞(CTC)捕获、释放和表型分析的微流体芯片系统的示意图。图18为展示在连续流动反应器中通过微通道控制纳米链长度的示意图。图19为描绘基于流动聚焦和磁电泳对不同长度的纳米链进行聚焦和分离的示意图。图20为描述在凹进微室中在冲洗过程保持磁性纳米链的示意图。图21为描述由线状执行机构驱动的永磁体的移动的示意图。具体实施方式本文公开一种用于制备磁链结构的方法。该磁链结构可以包括磁性颗粒，该磁性颗粒在施加磁场的情况下对齐，并且对齐的磁性颗粒可以使用聚合物固定在适当的位置，所述聚合物可通过聚合沉积在对齐的磁性颗粒上的基于多巴胺的材料获得。有利地，基于多巴胺的材料可以在对齐的磁性颗粒周围自聚合以形成高度交联的聚合物壳。这样做可以赋予所得到的磁链结构以结构牢固性。基于多巴胺的材料的使用也是有利的，因为其通用的反应性能用部分如金属纳米催化剂来修饰和/或加载以裁制特定的表面功能。考虑到上述情况，各种实施例在第一方面涉及用于制备磁链结构的方法。本文所用的术语“链结构”是指由至少两个颗粒形成的细长链结构。通常，链结构由三个或更多个颗粒形成。该颗粒可以设置成使得每个颗粒与一个或两个其它颗粒接触以形成一维结构。例如，颗粒可以排成一单列以形成磁链结构。本文所用的术语“颗粒”是指颗粒形式的材料，如微粒或纳米颗粒。术语“微粒”是指尺寸以微米(μm)度量的微观颗粒。术语“纳米颗粒”和“纳米晶体”在本文可互换使用，是指尺寸以纳米(nm)度量的纳米级颗粒。因此，术语“磁性颗粒”通常是指可以在磁场的影响下操纵的微粒或纳米颗粒等颗粒。磁性颗粒可以具有规则形状，如球体或立方体，或者是不规则形状，并且磁性颗粒的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制备磁链结构的方法，所述方法包括：a)提供多个磁性颗粒；b)将所述多个磁性颗粒分散在包含基于多巴胺的材料的溶液中以形成反应混合物；c)施加遍及所述反应混合物的磁场以使反应混合物中的磁性颗粒对齐；和d)使所述基于多巴胺的材料在对齐的磁性颗粒上聚合，以获得所述磁链结构。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.25 SG 10201407815Q1.一种用于制备磁链结构的方法，所述方法包括：a)提供多个磁性颗粒；b)将所述多个磁性颗粒分散在包含基于多巴胺的材料的溶液中以形成反应混合物；c)施加遍及所述反应混合物的磁场以使反应混合物中的磁性颗粒对齐；和d)使所述基于多巴胺的材料在对齐的磁性颗粒上聚合，以获得所述磁链结构。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述磁性颗粒具有芯-壳结构，所述芯包含磁性材料，所述壳包含围绕所述芯的，选自聚合物、二氧化硅、金属、金属-有机骨架及其组合的材料。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述磁性颗粒包含选自铁磁材料、超顺磁性材料及其组合的磁性材料。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述磁性颗粒包含超顺磁性材料或由超顺磁性材料组成。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述超顺磁材料选自超顺磁性金属、超顺磁性金属氧化物、包含超顺磁性金属和/或超顺磁性金属氧化物的异质结构、及其组合。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述超顺磁性金属选自Fe、Co、Ni、FeAu、FePt、FePd、CoPt、及其合金。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述超顺磁性金属氧化物选自Fe2O3、Fe3O4、CoO、NiO、CoFe2O4、MnFe2O4、及其组合。8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，包含超顺磁性金属和/或超顺磁性金属氧化物的异质结构选自Au-Fe2O3、Ag-Fe3O4、量子点-Fe2O3纳米结构、及其组合。9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述聚合物选自聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸酯、酚醛树脂、其共聚物、及其组合。10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，所述磁性颗粒具有芯-壳结构，所述芯包含Fe3O4，且所述壳包含包围所述芯的聚苯乙烯。11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其特征在于，所述磁性颗粒的直径为约20nm至约2μm。12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其特征在于，所述溶液的pH值为约7.1至约12。13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其特征在于，所述溶液还包含缓冲溶液。14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其特征在于，所述基于多巴胺的材料选自：多巴胺；具有邻苯二酚基团的多巴胺样分子，如去甲肾上腺素，或L-3,4-二羟基苯丙氨酸；多酚，如单宁酸；5,6-二羟基-1H-苯并咪唑；及其组合。15.根据权利要求1至14中任一项所述的方法，其特征在于，所述基于多巴胺的材料包含多巴胺或由多巴胺组成。16.根据权利要求1至15中...

【专利技术属性】
技术研发人员：段宏伟，周加境，林宜昌，林俊毓，熊齐荣，
申请(专利权)人：南洋理工大学，
类型：发明
国别省市：新加坡,SG