碳包覆四氧化三铁纳米壳负载纳米金颗粒的制备方法技术

本发明专利技术为一种碳包覆四氧化三铁纳米壳负载纳米金颗粒的制备方法。该方法根据奥斯特瓦尔德熟化理论，然后通过预先用软模板法制备出的四氧化三铁纳米壳，再与以葡萄糖为碳源进行水热包覆，最后利用化学还原的方法负载纳米金。本发明专利技术得到的是碳包覆的四氧化三铁空芯纳米壳，与实心的相比比表面积大，载药率高，另一方面壳结构可以控制药物的突释达到缓释的目的。

Preparation of Carbon-coated Fe3O4 Nanoshell-loaded Gold Nanoparticles

The invention relates to a preparation method of carbon-coated ferric oxide nanoshell loaded nano-gold particles. According to Ostwald's ripening theory, Fe3O4 nanoshells were prepared by soft template method in advance, then hydrothermal coated with glucose as carbon source. Finally, gold nanoshells were loaded by chemical reduction method. The carbon-coated hollow ferric oxide nanoshell has large specific surface area and high drug loading rate compared with the solid. On the other hand, the shell structure can control the sudden release of drugs to achieve the goal of slow release.

【技术实现步骤摘要】
碳包覆四氧化三铁纳米壳负载纳米金颗粒的制备方法
本专利技术涉及纳米材料
，特别涉及一种碳包覆四氧化三铁纳米壳负载纳米金颗粒的制备方法和应用。
技术介绍
现如今随着纳米技术的不断发展，单一的纳米材料不能完全满足人们对材料的要求，于是通过对两种及两种以上的材料进行复合从而得到人们想要的材料，以达到所要求的目的。材料的复合可以综合利用各个材料本身的性质，使其具有多种性能。四氧化三体因为其晶体结构及组成成分使之具有超顺磁性，具有靶向性，故可以应用于生物载药方面。而且因为铁离子作为人体重要的组成部分，当Fe3O4作为载药的载体时，与其它磁性材料相比有利于细胞吞噬吸收排出。纳米金表面因为具有等离子体共振效应使其具有良好光学吸收性质和光热转换效应，能在特殊波长对光进行吸收与散射，故可以应用于医用成像领域。包覆碳层可以增大比表面积进一步能有效的提高载药率。CN107127351A公开了一种石墨烯与四氧化三铁金复合材料的制备方法，制备方法相对复杂并且在合成过程中使用了二甲基亚砜、甲苯等有毒性致癌物质，影响其在生物领域的应用。CN106501235A公开了一种基于氧化石墨烯四氧化三铁胶体金复合纳米粒子增强拉曼效应的副溶血性弧菌检测方法，制备方法稳定性相对较差。于是寻找稳定性好、制备工艺较简单、生物性好的制备方法成为关键。并且以上两种方法制备的Fe3O4为纳米颗粒，对于载药而言不利于提高载药率及缓释效果。Fe3O4纳米壳可以提高载药率及控制突释。
技术实现思路
本专利针对现有技术中所制备的石墨烯、四氧化三铁颗粒与金复合材料存在载药低、控制缓释效果差及应用领域受限制等问题，提出了一种新型的碳包覆四氧化三铁纳米壳负载纳米金的制备方法。该方法根据奥斯特瓦尔德熟化理论，然后通过预先用软模板法制备出的四氧化三铁纳米壳，再与以葡萄糖为碳源进行水热包覆，最后利用化学还原的方法负载纳米金，使其既能利用四氧化三铁的壳结构提高载药率控制突释现象又能利用金的等离子体共振效应、医学成像特性，实现多模态。本专利技术的技术方案为：一种碳包覆四氧化三铁纳米壳负载纳米金颗粒的制备方法，该方法包括如下步骤：第一步，Fe3O4纳米壳的制备：将十二烷基苯磺酸钠、六水合三氯化铁和醋酸钠加入到乙二醇中，磁力搅拌溶解；然后将混合溶液倒入聚四氟乙烯内衬的反应釜中，放入170～200℃电阻烘箱中反应8～15h，自然冷却；离心收集黑色沉淀，用去离子水和无水乙醇离心洗涤后，放入50～80℃的真空干燥箱中烘干，研磨后得到Fe3O4纳米壳；其中，质量比十二烷基苯磺酸钠：六水合三氯化铁：醋酸钠＝0.5～1.2：2～4：3～9；每60～80mL乙二醇中加入0.5～1.2g十二烷基苯磺酸钠；第二步，碳包覆Fe3O4纳米壳的制备：将第一步中制备的Fe3O4纳米壳加入到去离子水中超声20～80min；再加入葡萄糖，搅拌0.5～1.5h后，将上述溶液倒入聚四氟乙烯内衬的反应釜中，放入170～210℃电阻烘箱中反应6～12h，自然冷却；通过离心收集黑色沉淀，用去离子水和无水乙醇离心洗涤后，放入50～80℃的真空干燥箱中烘干，经研磨后得到碳包覆Fe3O4纳米壳；其中，每75mL的去离子水中加入0.5～1.2g的Fe3O4纳米壳、1.6～3.6g的葡萄糖；第三步，碳@Fe3O4/Au的制备：将上步得到的碳包覆Fe3O4纳米壳、柠檬酸钠加入到去离子水中，搅拌后将其加热煮沸；再向煮沸的上述溶液中滴加氯金酸溶液，反应0.5～2h后移除热源，继续搅拌直至降温到室温；用去离子水离心洗涤沉淀后，真空干燥，得到碳包覆四氧化三铁纳米壳负载纳米金颗粒；洗涤过程中离心速率为3000～9000r/min，时间为5～12min；其中，每100ml的去离子水中加入0.05～2g的碳包覆Fe3O4纳米壳、0.1～1g柠檬酸钠、2～15mL的氯金酸溶液；所述的氯金酸溶液的浓度为0.001～0.010mol/L。所述的第一步和第二部中的洗涤过程中离心速率均为5000～9000r/min，时间为6～15min。本专利技术的实质性特点为：当前技术中，一般碳包覆四氧化三铁载金中的四氧化三铁为实心的，而本专利技术得到的是碳包覆的四氧化三铁空心纳米壳。壳与实心的相比比表面积大，载药率高，另一方面壳结构可以控制药物的突释达到缓释的目的。本专利技术从改善四氧化三铁微观结构及多模态入手，本专利技术不同于传统碳@Fe3O4/Au的制备方法，创造性的通过软模板法预先合成Fe3O4纳米壳结构，通过水热法包覆碳层，最后与金纳米粒子的复合。本专利技术通过控制NaAc的添加量得以控制Fe3O4纳米壳的粒径分散程度、通过控制葡萄糖的添加量控制包覆碳层的厚度、氯金酸的添加量调控纳米金的负载量，测试出粒径均匀、碳包覆层厚度适当、金负载量合适的复合体系，达到高载药率。碳包覆Fe3O4纳米壳负载金既能发挥了Fe3O4的磁性所带来的具有靶向性，又利用了碳层具有高表面积可以提高载药率，而且发挥金的医学成像特性。并且壳材料可以控制药物的释放速率，达到良好的缓释效果。本专利技术所制备的碳包覆Fe3O4纳米壳负载金为靶向载药、控制缓释、医学成像提供了可行性，Fe3O4纳米粒子使得复合体系具有靶向性。通过控制NaAc的添加量、葡萄糖的添加量、氯金酸的添加量得到粒径均匀、碳包覆层厚度适当、金负载量合适的复合体系。本专利技术的有益效果为：本专利技术中的复合体系除了Fe3O4纳米壳的外部碳包覆层附着药物外，药物还可以通过表面空隙进入Fe3O4纳米壳空腔，并且Fe3O4纳米壳内的碳层同样可以吸附药物，有效的提高了载药率及缓释性能。与金复合之后使其具有医学成像功能。CN107127351A公开了一种石墨烯与四氧化三铁金复合材料的制备方法，制备方法相对复杂并且在合成过程中使用了二甲基亚砜、甲苯等有毒性致癌物质，影响其在生物领域的应用。CN106501235A公开了一种基于氧化石墨烯四氧化三铁胶体金复合纳米粒子增强拉曼效应的副溶血性弧菌检测方法，制备方法稳定性相对较差。于是寻找稳定性好、制备工艺较简单、生物性好的制备方法成为关键。并且以上两种方法制备的Fe3O4为纳米颗粒，对于载药而言不利于提高载药率及缓释效果。Fe3O4纳米壳可以提高载药率及控制突释。附图说明：图1为实施例1-4中得到的不同醋酸钠用量Fe3O4纳米壳的SEM照片，其中，图1(a)为实施例1中的照片；图1(b)为实施例2中的照片；图1(c)为实施例3中的照片；图1(d)为实施例4中的照片；图2为实施例1中得到的碳包覆Fe3O4纳米壳的SEM；图3为实施例1中得到的碳@Fe3O4/Au的XRD；图4为实施例1中Fe3O4与碳@Fe3O4/Au的载药对比图；具体实施方式：实施例1第一步，Fe3O4纳米壳的制备：(1)、称取0.8g十二烷基苯磺酸钠(SDBS)溶于80mL的乙二醇(EG)，磁力搅拌30min至溶解。(2)、称取2.7g六水合三氯化铁(FeCl3·6H2O)溶解于上述溶液中，磁力搅拌30min。(3)、称取4.65g醋酸钠(NaAc)溶于上述溶液，搅拌1h。(4)、将上述溶液倒入100mL聚四氟乙烯内衬的反应釜中，放入180℃电阻烘箱中反应12h，自然冷却。(5)、离心收集黑色沉淀，用去离子水洗涤3次，再用无水乙醇洗涤3次，放入60℃真空本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳包覆四氧化三铁纳米壳负载纳米金颗粒的制备方法，其特征为该方法包括如下步骤：第一步，Fe3O4纳米壳的制备：将十二烷基苯磺酸钠、六水合三氯化铁和醋酸钠加入到乙二醇中，磁力搅拌溶解；然后将混合溶液倒入聚四氟乙烯内衬的反应釜中，放入170~200℃电阻烘箱中反应8~15h，自然冷却；离心收集黑色沉淀，用去离子水和无水乙醇离心洗涤后，放入50~80℃的真空干燥箱中烘干，研磨后得到Fe3O4纳米壳；其中，质量比十二烷基苯磺酸钠：六水合三氯化铁：醋酸钠=0.5~1.2：2~4：3~9；每60~80mL乙二醇中加入0.5~1.2g十二烷基苯磺酸钠；第二步，碳包覆Fe3O4纳米壳的制备：将第一步中制备的Fe3O4纳米壳加入到去离子水中超声20~80min；再加入葡萄糖，搅拌0.5~1.5h后，将上述溶液倒入聚四氟乙烯内衬的反应釜中，放入170~210℃电阻烘箱中反应6~12h，自然冷却；通过离心收集黑色沉淀，用去离子水和无水乙醇离心洗涤后，放入50~80℃的真空干燥箱中烘干，经研磨后得到碳包覆Fe3O4纳米壳；其中，每75mL的去离子水中加入0.5~1.2g的Fe3O4纳米壳、1.6~3.6g的葡萄糖；第三步，碳@ Fe3O4/Au的制备：将上步得到的碳包覆Fe3O4纳米壳、柠檬酸钠加入到去离子水中，搅拌后将其加热煮沸；再向煮沸的上述溶液中滴加氯金酸溶液，反应0.5~2h后移除热源，继续搅拌直至降温到室温；用去离子水离心洗涤沉淀后，真空干燥，得到碳包覆四氧化三铁纳米壳负载纳米金颗粒；洗涤过程中离心速率为3000~9000 r/min，时间为5~12 min；其中，每100ml的去离子水中加入0.05~2g的碳包覆Fe3O4纳米壳、0.1~1g柠檬酸钠、2~15mL的氯金酸溶液。...

【技术特征摘要】
1.一种碳包覆四氧化三铁纳米壳负载纳米金颗粒的制备方法，其特征为该方法包括如下步骤：第一步，Fe3O4纳米壳的制备：将十二烷基苯磺酸钠、六水合三氯化铁和醋酸钠加入到乙二醇中，磁力搅拌溶解；然后将混合溶液倒入聚四氟乙烯内衬的反应釜中，放入170~200℃电阻烘箱中反应8~15h，自然冷却；离心收集黑色沉淀，用去离子水和无水乙醇离心洗涤后，放入50~80℃的真空干燥箱中烘干，研磨后得到Fe3O4纳米壳；其中，质量比十二烷基苯磺酸钠：六水合三氯化铁：醋酸钠=0.5~1.2：2~4：3~9；每60~80mL乙二醇中加入0.5~1.2g十二烷基苯磺酸钠；第二步，碳包覆Fe3O4纳米壳的制备：将第一步中制备的Fe3O4纳米壳加入到去离子水中超声20~80min；再加入葡萄糖，搅拌0.5~1.5h后，将上述溶液倒入聚四氟乙烯内衬的反应釜中，放入170~210℃电阻烘箱中反应6~12h，自然冷却；通过离心收集黑色沉淀，用去离子水和无水乙醇离心洗涤后，放入50~80℃的真空干燥箱中烘干，经研磨后得到碳包覆...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁春永，宋吉英，高炜，张永光，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：天津,12