改善纳米材料水溶性的方法及改善水溶性后的多功能纳米材料技术

本发明专利技术公开了一种改善纳米材料水溶性的方法，包括如下步骤：S10、将纳米颗粒溶于有机溶剂中，制得溶液A；S20、向溶液A中加入氧化石墨烯的衍生物溶液，并混合均匀得溶液B；S30、将溶液B中的水相层进行离心分离后，所得固体用水清洗后烘干制得水溶性改善后的多功能纳米材料。通过本发明专利技术的改善纳米材料水溶性的方法改善水溶性后的纳米材料，具有良好的水溶性和多功能性，在极性溶剂与和生物缓冲液中不容易团聚，并且毒性比较低，因此不会对生物体产生危害。

【技术实现步骤摘要】
改善纳米材料水溶性的方法及改善水溶性后的多功能纳米材料
[0001 ] 本专利技术涉及纳米材料,尤其涉及一种改善纳米材料水溶性的方法及由该方法改善水溶性后的多功能纳米材料。
技术介绍
无机纳米粒子是指微观结构在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围或由它们作为基本单元构成的各种超微细颗粒，比如量子点(QDs)、纳米金颗粒(AuNPs)、上转换荧光纳米粒子(UCNPs)、四氧化三铁磁性纳米颗粒(Fe304)等。和宏观的体材料相比，纳米粒子具有独特的量子效应、小尺寸效应、表面效应以及宏观量子效应，从而展现出许多尺寸依赖的光、声、电、磁、热等优异的性能，使得其在催化、电子、光学、传感、生物、医学、材料、国防等领域具有十分广泛的应用前景。到目前为止，人们已经采用的制备纳米粒子的方法有:共沉淀法、物理研磨法、溶胶-凝胶法、溶剂热法、热分解法、微乳液法等等。但是在可以合成粒径较小并且性能较好的方法中，使用比较多的溶剂都是有机溶剂，因而得到的都是疏水性的纳米粒子，无法满足其在生物领域的应用。在已报道的合成方法中，许多文献都会对纳米粒子的表面结构进行一定的修饰，提高纳米粒子的活性，改善纳米粒子的分散性、表面活性、功能性以及与其他物质之间的相容。修饰的途径主要是采用二氧化硅及一些亲水性的分子、聚合物(如巯基丙酸、硫代乙醇酸、聚丙烯酸、聚乙二胺、聚乙二醇等等)和生物分子(如氨基酸、多肽等)修饰纳米粒子表面，以增强粒子在极性溶剂中的分散性。然而，目前使用的这些方法所得到的粒子在极性溶剂和生物缓冲液中比较容易团聚，并且这些聚合物也比较昂贵，且有些聚合物毒性比较大。于此同时，如何把各种功能的纳米粒子集合于一体得到具有多功能的纳米复合材料，在制备方法上仍然值得改进和创新。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种改善纳米材料水溶性的方法，通过此方法改善水溶性后的多功能纳米材料在极性溶剂和生物缓冲液中不容易团聚，并且毒性小。本专利技术的技术方案如下:一种改善纳米材料水溶性的方法，包括如下步骤:S10、将纳米颗粒溶于有机溶剂中，制得溶液A ;S20、向溶液A中加入氧化石墨烯的衍生物溶液，并混合均匀得溶液B ；S30、将溶液B中的水相层进行离心分离后，所得固体用水清洗后烘干制得水溶性改善后的纳米材料。本专利技术还涉及由所述的方法改善水溶性后的纳米材料。通过本专利技术的改善纳米材料水溶性的方法改善水溶性后的纳米材料，具有良好的水溶性和多功能性，在极性溶剂与和生物缓冲液中不容易团聚，并且毒性比较低，因此不会对生物体产生危害。【附图说明】图1 (a)、图1 (b)为由实施例1的改善纳米材料水溶性的方法改善水溶性后的纳米材料在二次蒸馏水中的溶解情况的图片，此图是在980nm激光器的照射下的图片，其中图1(a)是在明场下的照片，图1(b)是在暗场下的照片，从图1(a)中可以看出，通过实施例1的方法改善水溶性后的上转换纳米粒子在二次蒸馏水中具有良好的水溶性，没有团聚现象，从图1(b)可以看出，通过实施例1的方法改善水溶性后的上转换纳米粒子仍然保留着荧光性能；图1 (C)、图1 (d)为由实施例1的改善纳米材料水溶性的方法改善水溶性后的纳米材料在磷酸盐缓冲液(PBS)的溶解情况的图片，此图是在980nm激光器的照射下的图片，其中图1(c)是在明场下的照片，图1(d)是在暗场下的照片，从图1(c)中可以看出，通过实施例I的方法改善水溶性后的上转换纳米粒子在生物缓冲液中具有良好的分散性，没有团聚现象，从图1(d)可以看出，通过实施例1的方法改善水溶性后的上转换纳米粒子仍然保留着突光性能；图2 (a)、图2 (b)是实施例3中的改善纳米材料水溶性的方法改善水溶性后的纳米材料在二次蒸馏水中的溶解情况的图片，图2(a)是在明场下的照片，从图2(a)中可以看出，通过实施例1的方法改善水溶性后的上转换纳米粒子在二次蒸馏水中具有良好的水溶性，图2(b)是在容器中放入了磁铁情况下在明场下的照片，由于改善水溶性的纳米材料被磁铁吸附，因此溶液呈现无色透明状，从图2(b)可以看出通过本专利技术的改善纳米材料水溶性的方法改善水溶性后的纳米材料具有磁性；图2 (C)、图2 (d)是实施例3中的改善纳米材料水溶性的方法改善水溶性后的纳米材料在磷酸盐缓冲液(PBS)中的溶解情况的图片，图2(c)是在明场下的照片，从图2(c)中可以看出，通过实施例1的方法改善水溶性后的上转换纳米粒子在生物缓冲液中具有良好的分散性，图2(d)是在容器中放入了磁铁情况下在明场下的照片，由于改善水溶性的纳米材料被磁铁吸附，因此溶液呈现无色透明状，从图2(d)可以看出通过本专利技术的改善纳米材料水溶性的方法改善水溶性后的纳米材料具有磁性；图3 (a) 、图3 (b)是实施例4中的改善纳米材料水溶性的方法改善水溶性后的纳米材料在二次蒸馏水中的溶解情况的图片，图3(a)是在980nm激光器照射情况下明场下的照片，从图3(a)可以看出本专利技术改善纳米材料水溶性的方法改善水溶性后的纳米材料在二次蒸馏水中具有良好的水溶性，没有团聚现象，图3 (b)是在980nm激光器照射情况下，并且在容器中加入了磁铁情况下的暗场照片，从此图可以看出通过本专利技术的改善纳米材料水溶性的方法改善水溶性后的纳米材料具有磁性、荧光性能；图3 (c)、图3 (d)是实施例4中的改善纳米材料水溶性的方法改善水溶性后的纳米材料在磷酸盐缓冲液(PBS)中的溶解情况的图片，图3(c)是在980nm激光器照射情况下明场下的照片，从图3(c)可以看出本专利技术改善纳米材料水溶性的方法改善水溶性后的纳米材料在生物缓冲液中具有良好的分散性，没有团聚现象，图3(d)是在980nm激光器照射情况下，并且在容器中加入了磁铁情况下的暗场照片，从此图可以看出通过本专利技术的改善纳米材料水溶性的方法改善水溶性后的纳米材料具有磁性、荧光性能；图4是实施例1中改善纳米材料水溶性的方法改善水溶性后的上转换荧光纳米粒子的荧光性能曲线，其中横坐标是波长，纵坐标是荧光强度，下面一条线是通过实施例1中的方法改善纳米材料水溶性后的纳米材料的曲线，上面一条线是实施例1中改善水溶性前的上转换荧光纳米粒子的曲线，从图中可以看出，本专利技术的改善纳米材料水溶性的方法对纳米材料的荧光淬灭率相对较低；图5中G0-Fe304线是实施例3中改善纳米材料水溶性的方法改善水溶性后的纳米材料的磁性能曲线，Fe304线是未改善水溶性的Fe304纳米材料的磁性能曲线，其中横坐标是磁场强度，纵坐标是磁力矩；从图中可以看出，本专利技术的改善纳米材料水溶性的方法仍能保留Fe304纳米颗粒的超顺磁性能；图6是实施例1中表征实施例3中的改善纳米材料水溶性的方法改善水溶性后得到的纳米材料的细胞毒性的曲线，其中纵坐标是细胞存活率，从图中可以看出，本实施例得到的改善水溶性后的纳米材料在浓度2 μ g/ml及10 μ g/ml时细胞的存活率均较高，因此，细胞毒性均较低。图中，G0代表氧化石墨烯材料，f-GO代表用含有氨基的有机小分子或含有氨基的聚合物或含有氨基的生物分子修饰的氧化石墨烯，即氧化石墨烯的衍生物，GO-UCNPs代表氧化石墨烯衍生物和上转换纳米材料的复合物，三种材料的细胞毒性均较低，说明以石墨烯为基础的材料具有很好的生物相容性，在生物领域具有很本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改善纳米材料水溶性的方法，其特征在于，包括如下步骤：S10、将纳米颗粒溶于有机溶剂中，制得溶液A；S20、向溶液A中加入氧化石墨烯的衍生物溶液，并混合均匀得溶液B；S30、将溶液B中的水相层进行离心分离后，所得固体用水清洗后烘干制得水溶性改善后的多功能纳米材料。

【技术特征摘要】
1.一种改善纳米材料水溶性的方法,其特征在于,包括如下步骤: S10、将纳米颗粒溶于有机溶剂中，制得溶液A ; S20、向溶液A中加入氧化石墨烯的衍生物溶液，并混合均匀得溶液B ； S30、将溶液B中的水相层进行离心分离后，所得固体用水清洗后烘干制得水溶性改善后的多功能纳米材料。2.根据权利要求1所述的改善纳米材料水溶性的方法，其特征在于，所述的氧化石墨烯的衍生物为在1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐的催化作用下，氧化石墨烯与含有氨基的有机小分子或含有氨基的聚合物或含有氨基的生物分子反应生成的氧化石墨稀衍生物。3.根据权利要求1或2所述的改善纳米材料水溶性的方法，其特征在于，纳米颗粒与氧化石墨烯衍生物的质量比为1: (0.06-10)。4.根据权利要求1或2所述的改善纳米材料水溶性的方法，其特征在于，所述有机溶剂为环己烷或氯仿。5.根据权利要求1或2...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷战军，晏亮，赵宇亮，
申请(专利权)人：中国科学院高能物理研究所，
类型：发明
国别省市：