超顺磁性无机纳米微球及其制备方法技术

本发明专利技术属于先进纳米材料与纳米技术领域，具体涉及一种具有超顺磁性无机纳米微球及其制备方法。一种超顺磁性无机纳米微球，粒径为８０～４１０ｎｍ且具有亲水表面，其中，所述的磁性无机纳米微球由粒径为６～１０ｎｍ的纳米粒子堆积而成，该纳米粒子为Ｆｅ↓［３］Ｏ↓［４］、γ－Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］、ＭｎＦｅ↓［２］Ｏ↓［４］、ＮｉＦｅ↓［２］Ｏ↓［４］、ＣｕＦｅ↓［２］Ｏ↓［４］中的一种或多种，且磁性纳米微球的表面为有机亲水性小分子包覆，该亲水性小分子为草酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸中的一种或多种。本发明专利技术具有较大的粒径和极强的外磁场响应性，同时保持有超顺磁性的特性，且由于它具有亲水性的表面，可以在水溶液中得到良好的分散。细胞实验证明，它具有非常低的细胞毒性；特别适合于包括细胞标记、分离和磁共振成影等生物医学应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于先进纳米材料与纳米
，具体涉及一种具有 。
技术介绍
近年来，磁性纳米微球由于其独特的性质在催化、环境工程、生 物医药、临床诊断和信息储存处理等领域取得了广泛的应用。而当磁 性纳米粒子的尺寸减小到一临界值时，其便能够具有的超顺磁性，在 无外加磁场的作用下不表现出自身的磁化。这种性质使得其在药物负载、细胞分离、磁共振成影等领域具有广泛的应用。(Huh， Y,M. ; Jun， Y. ; Song， H. —T. ; Kim， S. J. ; Choi， J. —S. ; Lee, J. —H. ; Yoon， S.; Kim， K. -S. ; Shin， J. -S. ; Suh， J. _S, ; Cheon， J.,血C力棚.5oc. 2005， 7i7， 12387. Son, S. J. ; Reichel, J. ; He， B. ; Schuchman, M. ; Lee， S. B. J瓜O e瓜6bc 2005， 7iY， 7316. Weissleder， R. ; Moore， A. ; Mahmood， U. ; Bhorade， R. ; Benveniste， H.; Chiocca, E. A. ; Basil ion, J. P. Tfet. 2000，《351.)但是现有的超顺磁性纳米粒子表面大多是疏水，很难在水中分 散。同时，由于磁性纳米粒子要保持超顺磁性，则其粒径必须小于超 顺磁转化临界值，而如此微小的尺寸使得单个纳米粒子所具有的针对 外磁场的反应力非常低，亦增加了应用的难度。为了解决这两个问题，Li和其合作者通过使用表面活性剂十六烷 基溴化铵(CTAB)油水溶液中形成水包油体系，将疏水的磁性纳米粒子包覆在油相中，通过溶剂挥发使得磁性纳米粒子共组装成为磁性纳米粒子簇；Kim等人亦通过使用双嵌段共聚物聚苯乙烯-聚丙烯酸 (PS-PAA)通过同样的方法合成具有亲水性的纳米粒子簇；Yin和其 合作者通过高温反应在聚丙烯酸作为稳定剂的情况下直接合成了具 有聚丙烯酸修饰的磁性纳米粒子簇。然而，十六垸基溴化铵、聚苯乙 烯和聚丙烯酸都有很高的生物毒性，因此这些材料依然很难被应用到 生物科技中去。(Bai， F. ; Wang， D. S. : Huo， Z. Y. ; Chen， W. ; Liu， L P. ; Liang, X. ; Chen， C. ; Wang, X. ; Peng， Q. ; Li， Y. D. C/ e瓜i>7t. 2007， 4《6650. Kim， B. —S. ; Qiu,丄; Wang， J. -P. ; Taton， T. A. #細2005， 5， 1987. Ge， J. P. ; Hu， Y. X. ; Biasini， M. ; Beyermann， W. P. ; Yin， Y. D. ; A^e『.C/ e瓜 M H 2007,邻4342.)
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种超顺磁性无机纳米微 球，具有较大粒径的同时保持有超顺磁性的特性，并且具有亲水性的 表面，可以在水溶液中得到良好的分散。本专利技术所要解决的另一技术问题在于提供一种针对上述超顺磁 性无机纳米微球的制备方法。本专利技术解决上述技术问题所采取的技术方案是 一种超顺磁性无 机纳米微球，粒径为80 410nm且具有亲水表面，其中，所述的磁性 无机纳米微球由粒径为6 10nm的纳米粒子堆积而成，该纳米粒子为 Fe304、 Y-Fe203、 MnFe204、 NiFeA、 CuFe204中的一种或多种，且磁性 纳米微球的表面为有机亲水性小分子包覆，该亲水性小分子为草酸、 柠檬酸、酒石酸、苹果酸中的一种或多种。针对上述超顺磁性无机纳米微球的制备方法，直接利用溶剂热方 法在由醇溶剂的还原下直接合成，在醇溶剂中加入无机纳米粒子前躯体、稳定剂和碱，溶解均匀后转移至热水釜中，在200 22(TC反应6 24小时，冷却，通过磁铁将纳米微球分离出，洗漆，制成由6 10nm 的纳米粒子堆积成的粒径大小连续可调的超顺磁性无机纳米微球，纳 米微球粒径为80 410nm，其中，所述的前躯体为FeCl3，或MnCl2 、 NiCl2、 CoCl2中的一种或多种和FeCl3的组合，所述的稳定剂为草酸、 柠檬酸三钠、酒石酸钠、苹果酸中的一种或多种；所述的碱为乙酸钠、 丙酸钠、丁酸钠中的一种或几种。具体的，反应温度可以为200， 205， 210， 215或22(TC，反应时 间可以为6， 8， 10， 12， 14， 16， 18， 20， 22或24小时。在上述方案的基础上，所述的非水溶剂为乙醇、乙二醇、 一縮二 乙二醇，二縮三乙二醇，甘油中的一种或几种。在上述方案的基础上，所述的前躯体中，FeCl3与MnCl2、 NiCl2、 CoCl2中的一种或多种之和的摩尔比为l: 0.8 1.2。具体的，FeCl3与MnCl2、 NiCl2、 CoCh中的一种或多种之和的摩 尔比可以为l: 0.8， 0.85， 0.9， 0.95， 1， 1.05， 1.1， 1. 15或1.2， 优选l: 1。在上述方案的基础上，所述前躯体与稳定剂的摩尔比为l: 0. 08 0.2。具体的，前躯体与稳定剂的摩尔比可以为l: 0.08， 0.085， 0.09， 0.1， 0.12， 0.13， 0.15， 0.16， 0.18， 0. 19或0.2。在上述方案的基础上，所述前躯体与碱的摩尔比为1 : 1. 5 7. 5。 具体的，前躯体与碱的摩尔比可以为1 : 1.5， 1.6， 1.65， 1.7， 1.75， 1.8， 2， 2.1， 2.2， 2.3， 2.35， 2.4， 2.5， 2.6， 2.65， 2.7，2.75， 2.8， 3， 3.1， 3.2， 3.3， 3.35， 3.4， 3.5， 3.6， 3.65， 3.7， 3.75, 3.8， 4， 4.2， 4.5， 4.8， 5， 5.2， 5.5， 5.8， 6, 6.2， 6.5， 6.8， 7， 7.2， 7. 3或7. 5。本专利技术的有益效果是本专利技术的超顺磁性无机纳米微球材料，具有较大的粒径和极强的 外磁场响应性，同时保持有超顺磁性的特性，且由于它具有亲水性的 表面，可以在水溶液中得到良好的分散。细胞实验证明，它具有非常 低的细胞毒性；在本专利技术制备方法中充分利用了溶剂热方法和磁性材料的特性， 反应一步到位，采用磁铁分离，具有原料易得、方法简单迅速、合成 材料纯度高的特性，尤其适合于大规模生产，特别适合于包括细胞标 记、分离和磁共振成影等生物医学应用。附图说明图1至图4为不同粒径的超顺磁性纳米微球的扫描电子显微镜照片。具体实施例方式实施例l将前躯体FeCh(O. 65g， 4画1)和稳定剂柠檬酸三钠(0. 20g， 0.68mmol)超声溶解到20ml乙二醇中，然后加入醋酸钠(L20g， 14.6mmo1)，搅拌均匀后转移到50ml聚四氟乙烯内胆，不锈钢外套的 水热釜中于20(TC下反应8小时，然后冷却到室温，通过磁铁将超顺磁 性无机纳米微球从溶液中分离出来，依次用乙醇和蒸馏水反复洗涤。 图1为超顺磁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超顺磁性无机纳米微球，其特征在于：所述的磁性无机纳米微球的粒径为８０～４１０ｎｍ且具有亲水表面，其中，所述的磁性无机纳米微球由粒径为６～１０ｎｍ的纳米粒子堆积而成，该纳米粒子为Ｆｅ↓［３］Ｏ↓［４］、γ－Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］、ＭｎＦｅ↓［２］Ｏ↓［４］、ＮｉＦｅ↓［２］Ｏ↓［４］、ＣｕＦｅ↓［２］Ｏ↓［４］中的一种或多种，且磁性纳米微球的表面为有机亲水性小分子包覆，该亲水性小分子为草酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸中的一种或多种。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘嘉，邓勇辉，赵东元，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]