荧光磁性复合纳米纤维、其制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了荧光磁性复合纳米纤维、其制备方法及应用，属于纳米纤维制备技术领域。本发明专利技术所述荧光磁性复合纳米纤维是由苯硼酸修饰的磁性纳米颗粒和苯硼酸修饰的核壳结构量子点在纺丝聚合物溶液中静电纺丝制备而成。所述荧光磁性复合纳米纤维具有磁分离和荧光示踪双重功能，可用于选择性识别、分离、富集以及检测糖蛋白。检测糖蛋白。检测糖蛋白。

【技术实现步骤摘要】
荧光磁性复合纳米纤维、其制备方法及应用


[0001]本专利技术属于纳米纤维制备
，具体涉及荧光磁性复合纳米纤维、其制备方法及应用。

技术介绍

[0002]量子点和磁性纳米微粒已经在很多领域尤其是生物医学领域显示出明显的优势。但两者的功能单一，如量子点用于荧光标记以及磁性微粒用于磁性分离。如果将分离和标记这两种功能溶于一体，形成荧光磁性纳米颗粒，则可以使产品具有磁分离与荧光示踪双重功能，其性能和应用范围将远远超过单一功能的纳米粒子，不仅可以实现生物分子水平上的检测和分离，还能实现多种模式成像，即荧光成像、磁共振成像(MRI)和激光共聚焦显微成像等，具有较大的应用前景。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种荧光磁性复合纳米纤维，是由磁性纳米颗粒和量子点在纺丝聚合物溶液中静电纺丝制备而成。其中，磁性纳米颗粒和量子点的表面均经过功能化修饰，主要是经过苯硼酸的修饰。量子点被苯硼酸修饰后形成核壳结构量子点。
[0004]在制备过程中，苯硼酸与高分子聚合物中1,2或1,3邻羟基结构之间的相互作用，能够将苯硼酸修饰的磁性纳米颗粒和量子点引入高分子聚合物的分子链上，并经静电纺丝后自组装形成荧光磁性复合纳米纤维。
[0005]荧光磁性复合纳米纤维的制备方法，步骤具体如下：
[0006]将苯硼酸修饰的磁性纳米颗粒和苯硼酸修饰的核壳结构量子点分散于溶剂中，搅拌均匀，然后倒入纺丝聚合物溶液中，充分搅拌，得到静电纺丝前驱体溶液；将静电纺丝前驱体溶液进行静电纺丝，真空干燥，得到荧光磁性复合纳米纤维。
[0007]上述荧光磁性复合纳米纤维的制备方法中，苯硼酸修饰的磁性纳米颗粒在静电纺丝前驱体溶液中的质量浓度为0.1～5wt％，苯硼酸修饰的核壳结构量子点在静电纺丝前驱体溶液中的质量浓度为0.5～10wt％。
[0008]上述荧光磁性复合纳米纤维的制备方法中，溶剂为水、乙醇、DMF、甲醇、丙酮、二氯甲烷、三氯甲烷中的一种或几种。
[0009]上述荧光磁性复合纳米纤维的制备方法中，纺丝聚合物为含有邻二醇键的聚合物，包括聚乙二醇、聚乙烯醇、海藻酸钠、黄原胶中的一种或几种。纺丝聚合物溶液是指，将上述含有邻二醇键的聚合物溶于溶剂中所形成的质量浓度为3～15％的溶液；其中，溶剂为水、乙醇、DMF、甲醇、丙酮、二氯甲烷、三氯甲烷中的一种或几种。
[0010]上述荧光磁性复合纳米纤维的制备方法中，静电纺丝的物理条件为：推进泵的推进速度为1～2mL/h，纺丝电压为10～20KV，纺丝口至接收器的距离为10～25cm，纺丝喷头的直径为0.2～0.8mm。
[0011]苯硼酸修饰的磁性纳米颗粒和苯硼酸修饰的核壳结构量子点以单分散形式均匀
分布在上述方法制备的荧光磁性复合纳米纤维表面，其中，磁性纳米颗粒的粒径大小在10～300nm，量子点的粒径在2～10nm。
[0012]由上述方法制备的荧光磁性复合纳米纤维，可用于选择性识别、分离、富集以及检测糖蛋白；其中，对于糖蛋白的选择性识别和检测，是基于荧光磁性复合纳米纤维中量子点的荧光猝灭或荧光发射光谱变化来作为选择性识别糖蛋白的信号；对于糖蛋白的分离和富集，是通过荧光磁性复合纳米纤维捕获和释放糖蛋白分子来实现的。
[0013]糖蛋白选自腺苷、鸡卵清蛋白、辣根过氧化物酶、糖化血红蛋白、免疫球蛋白G中的一种。
[0014]在检测糖蛋白时，可将荧光磁性复合纳米纤维制备成荧光探针，以实现糖蛋白的痕量检测。
[0015]苯硼酸修饰的磁性纳米颗粒，其制备方法如下：
[0016](1)氨基化修饰
[0017]将磁性纳米颗粒溶于天然高分子溶液中，通氮气去氧，超声，形成均匀分散的磁性粒子高分子溶液；将磁性粒子高分子溶液作为水相逐滴加入由表面活性剂、助表面活性剂和油相形成的微乳液体系中，乳化20～60min，然后加入交联剂溶液，将反应体系的温度调整为30～50℃，反应1～5h，将得到的反应产物经无水乙醇和石油醚交替洗涤后，获得氨基化修饰的磁性纳米颗粒；
[0018](2)苯硼酸修饰
[0019]将氨基化修饰的磁性纳米颗粒溶于PBS缓冲溶液中，加入N
‑
羟基丁二酰亚胺，超声10～20min，形成氨基化修饰的磁性纳米颗粒混合溶液；将羧基苯硼酸溶于PBS缓冲溶液中，加入1
‑
乙基
‑
(3
‑
二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(CAS：25952
‑
53
‑
8)，超声10～20min，形成羧基苯硼酸混合溶液；将氨基化修饰的磁性纳米颗粒混合溶液和羧基苯硼酸混合溶液进行混合，室温下振荡反应1～6h，蒸馏水洗涤，离心分离，获得苯硼酸修饰的磁性纳米颗粒。
[0020]上述苯硼酸修饰的磁性纳米颗粒的制备方法中，磁性纳米颗粒(MNPs)为超顺磁、顺磁或铁磁性的金属、金属氧化物或者合金中的至少一种。金属选自Fe、Co或Ni，金属氧化物选自Fe3O4、Fe2O3、Co3O4或MeFe2O4(Me＝Co、Mn、Ni)，合金选自Fe2Co、Ni2Fe、钕铁硼或钐钴。上述磁性纳米颗粒均可由商业渠道获得，也可由沉淀法、水热法等方法制备而成。
[0021]上述苯硼酸修饰的磁性纳米颗粒的制备方法中，天然高分子溶液选自壳聚糖凝胶溶液或羧甲基壳聚糖溶液。其中，壳聚糖凝胶溶液是将壳聚糖粉末在2～6％的弱酸溶液中超声分散，所形成的浓度为0.002～0.02g/mL的壳聚糖凝胶溶液；羧甲基壳聚糖溶液是将羧甲基壳聚糖溶于蒸馏水中，所形成的浓度为0.005～0.05g/mL的羧甲基壳聚糖溶液。上述弱酸选自乙酸、蚁酸、酒石酸、柠檬酸中的一种。
[0022]上述苯硼酸修饰的磁性纳米颗粒的制备方法中，表面活性剂选自Span80、OP
‑
10、Triton X
‑
114中的至少一种，助表面活性剂选自乙醇或异丙醇，油相选自石蜡油、棕榈油、正己烷、环己烷中的一种。
[0023]上述苯硼酸修饰的磁性纳米颗粒的制备方法中，表面活性剂、助表面活性剂、油相与水相的质量百分比为5～40％:5～40％:20～90％:2～10％。
[0024]上述苯硼酸修饰的磁性纳米颗粒的制备方法中，交联剂溶液为交联剂的水溶液，质量浓度为4～15％，交联剂选自甲醛、乙二醛或戊二醛。
[0025]上述苯硼酸修饰的磁性纳米颗粒的制备方法中，PBS缓冲溶液选自pH为6.0、浓度为0.01～0.05mol/L的PBS缓冲溶液。
[0026]上述苯硼酸修饰的磁性纳米颗粒的制备方法中，羧基苯硼酸选自2
‑
羧基苯硼酸、3
‑
羧基苯硼酸、4
‑
羧基苯硼酸、4
‑
羧基
‑2‑
氟苯硼酸、4
‑
羧基
‑3‑
氟苯硼酸、4
‑
羧基
‑2‑
氯苯硼酸、4
‑
羧基
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.荧光磁性复合纳米纤维的制备方法，其特征在于，步骤如下：将苯硼酸修饰的磁性纳米颗粒和苯硼酸修饰的核壳结构量子点分散于溶剂中，搅拌均匀，然后倒入纺丝聚合物溶液中，充分搅拌，得到静电纺丝前驱体溶液；将静电纺丝前驱体溶液进行静电纺丝，真空干燥，得到荧光磁性复合纳米纤维。2.根据权利要求1所述的荧光磁性复合纳米纤维的制备方法，其特征在于，苯硼酸修饰的磁性纳米颗粒由以下方法制备而成：将氨基化修饰的磁性纳米颗粒溶于PBS缓冲溶液中，加入N
‑
羟基丁二酰亚胺，超声10～20min，形成氨基化修饰的磁性纳米颗粒混合溶液；将羧基苯硼酸溶于PBS缓冲溶液中，加入1
‑
乙基
‑
(3
‑
二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐，超声10～20min，形成羧基苯硼酸混合溶液；将氨基化修饰的磁性纳米颗粒混合溶液和羧基苯硼酸混合溶液进行混合，室温下振荡反应1～6h，蒸馏水洗涤，离心分离，获得苯硼酸修饰的磁性纳米颗粒。3.根据权利要求2所述的荧光磁性复合纳米纤维的制备方法，其特征在于，所述氨基化修饰的磁性纳米颗粒由以下方法制备而成：将磁性纳米颗粒溶于天然高分子溶液中，通氮气去氧，超声，形成均匀分散的磁性粒子高分子溶液；将磁性粒子高分子溶液作为水相逐滴加入由表面活性剂、助表面活性剂和油相形成的微乳液体系中，乳化20～60min，然后加入交联剂溶液，将反应体系的温度调整为30～50℃，反应1～5h，将得到的反应产物经无水乙醇和石油醚交替洗涤后，获得氨基化修饰的磁性纳米颗粒。4.根据权利要求3所述的荧光磁性复合纳米纤维的制备方法，其特征在于，所述磁性纳米颗粒为超顺磁、顺磁或铁磁性的金属、金属氧化物或者合金中的至少一种；优选地，所述天然高分子溶液为壳聚糖凝胶溶液或羧甲基壳聚糖溶液；优选地，所述表面活性剂为Span80、OP
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10、Triton X
‑
114中的至少一种；优选地，所述助表面活性剂为乙醇或异丙醇；优选地，所述油相为石蜡油、棕榈油、正己烷、环己烷中的一种；优选地，所述交联剂溶液为甲醛、乙二醛或戊二醛的水溶液。5.根据权利要求2所述的荧光磁性复合纳米纤维的制备方法，其特征在于，所述羧基苯硼酸为2
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羧基苯硼酸、3
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羧基苯硼酸、4
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羧基苯硼酸、4
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羧基
‑2‑
氟苯硼酸、4
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羧基
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【专利技术属性】
技术研发人员：丁永玲，孙华东，庞来学，张京楼，
申请(专利权)人：山东交通学院，
类型：发明
国别省市：