一种木质素复合磁性微球的制备方法技术

本发明专利技术涉及功能材料技术领域，尤其是一种木质素复合磁性微球的制备方法，包括以下步骤：制备改性木质素微球、制备油酸修饰的Fe3O4@OA磁性纳米颗粒、制备改性Fe3O4@DMSA纳米粒子、制备木质素复合磁性微球及制备壳层是二氧化硅的木质素复合磁性微球，该方法制备的木质素复合磁性微球为单分散性微球，粒径均一，分散性好，不易团聚，不仅磁含量高、磁响应性快、性能稳定，更重要的是该复合磁性微球生物相容性好、细胞毒性小、非特异性吸附低并且制备工艺简单，在临床检验、诊断分析、生物分离及药物研究方面有着广泛的应用前景。及药物研究方面有着广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种木质素复合磁性微球的制备方法


[0001]本专利技术涉及功能材料
，尤其是一种木质素复合磁性微球的制备方法。

技术介绍

[0002]磁性纳米材料长久以来都受到人们的广泛关注和青睐，由于其具有承载能力强、磁化率高、生物相容性好等优势，在生物技术和生物医学工程领域等方面具有重要应用价值。
[0003]磁性微球是一类亚微米/微米级的超顺磁性颗粒，根据与磁性纳米粒子料复合的材料性质的不同，可以分为有机磁性微球和无机磁性微球。有机磁性微球，又称为磁性高分子聚合物微球，一般是通过物理或化学的方法将磁性纳米粒子与聚合物复合形成的具有磁性和特定结构的单分散复合微球。其中最为常见的是聚苯乙烯复合的磁性微球，此类微球制备工艺成熟，性能稳定是目前商业化最为成功的磁性微球材料，它在水中具有良好的分散性和稳定性，并且能够根据不同的应用需求对其表面进行化学修饰，可引入氨基、巯基、羟基和羧基等多种有机功能基团，用于固载蛋白质、核酸、小分子物质等多种客体分子以实现不同用途。而良好的顺磁性可以使磁性微球在外加磁场作用下实现分离和定向移动，在分析过程中可以集反应与分离与一体，简化分离纯化过程，在核酸提取、基因测序、细胞分离、免疫分析、固定化酶、手性分离等生命科学研究领域的得到广泛的应用。
[0004]目前，复合磁性微球材料的研制主要集中在源于化石资源的合成高分子聚合物，如聚苯乙烯微球复合的磁性微球、聚甲基丙烯酸甲酯微球复合的磁性微球、以及聚苯乙烯共聚微球复合的磁性微球等。此类方案制备的磁性微球在应用中还存在一些缺陷，比如在生物体内存在毒性、长期稳定性及生物相容性差等问题。以及随着化石燃料的不断开采，终有面临资源短缺的风险。因此选择天然的生物质基材料合成磁性微球是解决上述问题的良好途径。木质素是自然界广泛存在的天然高分子材料，具有良好的生物相容性、可降解性、绿色环保无毒，且提取简单，成本低廉。据估计，每年由制浆造纸工业产生的木质素超过5000万吨，仅有极少部分得以利用，其它主要被用于燃烧产能，这不仅造成资源的极大浪费还给环境带来沉重的压力。因此，开发新型木质素产品提高木质素综合利用价值成为研究焦点。木质素表面存在丰富的基团，可以通过物理、化学、氢键等相互作用力与目标分子相结合。以木质素为原料合成的微球是负载磁性纳米粒子的理想载体。
[0005]目前报道的木质素磁性复合材料多采用原位共沉淀方法合成，虽然步骤简单，但是存在磁性材料易于团聚、粒径不均一的问题，影响材料的实际应用。

技术实现思路

[0006]为了克服上述现有问题的不足，本专利技术提供了一种木质素复合磁性微球的制备方法。
[0007]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种木质素复合磁性微球的制备方法，其特征是，包括以下步骤：
S1，制备改性木质素微球，取一定量的木质素微球分散在PDDA水溶液中，室温搅拌0.5
‑
3h后离心分离，得到改性木质素微球水溶液，改性木质素微球表面带有正电荷；S2，制备油酸修饰的Fe3O4@OA磁性纳米颗粒，取一定量的FeCl3和FeCl2溶于适量的水中，一定温度下，加入适量的氨水，强烈搅拌，反应一段时间后，加入适量的油酸，继续搅拌一段时间后，升温80
‑
90℃熟化1
‑
2小时，然后分别用水和乙醇，反复磁吸分离洗涤3
‑
5次，烘干；S3，制备改性Fe3O4@DMSA纳米粒子，将油酸修饰的的Fe3O4@OA磁性纳米颗粒分散于氯仿中，加入一定量的DMSA，60℃加热回流12h，经过离心分离，得到水分散的改性Fe3O4@DMSA纳米粒子分散液；S4，制备木质素复合磁性微球，将一定浓度表面是正电荷的改性木质素微球水溶液与一定浓度的表面带有负电荷的改性Fe3O4@DMSA纳米粒子分散液混合，室温搅拌0.5
‑
24h后，通过正负电荷相互吸引的作用，使得具有磁性的改性Fe3O4@DMSA纳米粒子在改性木质素微球表面吸附，然后通过离心分离，得到表面吸附了四氧化三铁纳米颗粒的具有磁性的木质素复合磁性微球；S5，制备壳层是二氧化硅的木质素复合磁性微球，将木质素复合磁性微球分散在乙醇溶液中，加入氨水调节pH值至9
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10，向体系中缓慢加入TEOS，室温下反应3
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10h后，可在木质素复合磁性微球表面包覆一层均匀的二氧化硅层。
[0008]通过木质素是一种可再生的多环高分子有机物，其来源广泛、含有丰富的芳环结构、脂肪族和芳香族羟基以及醌基等活性基团并含有许多负电集团；该类基团的存在同样赋予木质素微球良好的带电性能和便于改性修饰的能力。将粒径均一且表面带有丰富的负电荷基团的木质素微球与带有相反电荷的聚电解质发生相互作用，可形成非常稳定的复合物。该复合物进一步与表面带有相反电荷的磁性纳米颗粒结合。可以极大地增强两者的结合能力，使得更多的磁性纳米颗粒能够非常牢固地结合在复合木质素微球表面。只要通过简单的更换木质素微球的粒径大小，即可获得一系列不同尺寸大小的木质素复合磁性微球。
[0009]采用生物质资源木质素微球替代传统高分子聚合物微球，不仅能够解决磁性微球毒性和生物相容性差的问题，还能降低生产成本，提高木质素的综合利用价值。
[0010]本专利技术方法制备的木质素复合磁性微球可用于核酸提取、基因测序、细胞分离、免疫分析、固定化酶、手性分离等生命科学研究领域。
[0011]根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括，S1中所述木质素微球的粒径为80
‑
2000nm。
[0012]根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括，S2中所述Fe3O4@OA磁性纳米颗粒的粒径为5
‑
15nm。
[0013]根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括，S1中所述PDDA水溶液的浓度为3
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10mg/ml。
[0014]根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括，S3中所述改性Fe3O4@DMSA纳米粒子分散液的浓度为3
‑
10mg/ml。
[0015]根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括，S4中所述改性Fe3O4@DMSA纳米粒子和改性木质素微球的质量比为0.1
‑
1。
[0016]根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括，S5中所述TEOS的加入量与木质素复合磁性微球的质量比为1
‑
5。
[0017]本专利技术的有益效果是，该方法制备的木质素复合磁性微球为单分散性微球，粒径均一，分散性好，不易团聚，不仅磁含量高、磁响应性快、性能稳定，更重要的是该复合磁性微球生物相容性好、细胞毒性小、非特异性吸附低并且制备工艺简单，在临床检验、诊断分析、生物分离及药物研究方面有着广泛的应用前景。
[0018]具体实施方式
[0019]实施例1：S1，制备改性木质素微球：将酶解木质素溶解在丙酮中，配置成浓度为1mg/ml的溶液，升温至35℃，向体系中滴加去离子水，滴加速度为6ml/min，水和丙酮体积比为4:6，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种木质素复合磁性微球的制备方法，其特征是，包括以下步骤：S1，制备改性木质素微球，取一定量的木质素微球分散在PDDA水溶液中，室温搅拌0.5
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3h后离心分离，得到改性木质素微球水溶液，改性木质素微球表面带有正电荷；S2，制备油酸修饰的Fe3O4@OA磁性纳米颗粒，取一定量的FeCl3和FeCl2溶于适量的水中，一定温度下，加入适量的氨水，强烈搅拌，反应一段时间后，加入适量的油酸，继续搅拌一段时间后，升温80
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90℃熟化1
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2小时，然后分别用水和乙醇，反复磁吸分离洗涤3
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5次，烘干；S3，制备改性Fe3O4@DMSA纳米粒子，将油酸修饰的的Fe3O4@OA磁性纳米颗粒分散于氯仿中，加入一定量的DMSA，60℃加热回流12h，经过离心分离，得到水分散的改性Fe3O4@DMSA纳米粒子分散液；S4，制备木质素复合磁性微球，将一定浓度表面是正电荷的改性木质素微球水溶液与一定浓度的表面带有负电荷的改性Fe3O4@DMSA纳米粒子分散液混合，室温搅拌0.5
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24h后，通过正负电荷相互吸引的作用，使得具有磁性的改性Fe3O4@DMSA纳米粒子在改性木质素微球表面吸附，然后通过离心分离，得到表面吸附了四氧化三铁纳米颗粒的具有磁性的木质素复合磁性微球；S5，制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文冬，曹飞婷，
申请(专利权)人：南京伯仪生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：