[发明专利]一种具有核壳结构的磁性金属氧化物微球及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于无机材料技术领域，具体涉及一种具有核壳结构的磁性金属氧化物微球及其合成方法。

技术背景

随着纳米科技的迅速发展，纳米材料已经在生物医学、生物工程、环境工程等领域显示巨大的应用价值。作为一种新型的高效分离技术，磁分离技术越来越成为学术界和产业界研究的热点课题。磁性分离技术主要依赖一种具有磁响应性的微球或颗粒，这些微球或颗粒能与目标物质进行结合并且在外加磁场的作用下从其环境中分离出来，从而实现对目标物质的有效分离。这些微球或粒子通常粒径在几十纳米到几微米之间，其比表面积非常高，同时，由于其表面性质(如表面功能基团、表面亲/疏水性、表面电荷等)可以很方便地进行调控，因此利用其可高效、高通量、快速分离目标物质。

早在20世纪70年代，荷兰科学家Ugelstad首次就已经制备了单分散性的微米级聚苯乙烯磁性微球，并且成功地开发了基于聚苯乙烯的磁性微球系列产品。Ugelstad等开发聚苯乙烯微球已经成功地应用在细胞分离、临床诊断等领域。随后国际上许多研究小组纷纷加入到磁性微球的制备以及应用的研究中，随着研究的深入，磁性微球的许多新的应用已经或者正在被开发出来，磁性微球的应用领域已从原来的分离、诊断外延到其它生物工程、医学、医药领域，如靶向给药制剂、免疫分析、细胞培养基等等。

就所制备的磁性微球而言，主要有两大类，一是以合成高分子或者天然高分子包裹无机磁性颗粒而制备的磁性微球。目前这一类研究得比较多，采用微包囊的技术是制备磁性微球的一种比较原始的方法。这种方法操作简单，但是制备的微球的形状不规则且尺寸大多在微米级甚至更大，另一个特点是其粒径分布一般都很宽，这些都导致所制备的磁性微球难以在更广泛的领域发挥作用。Dekker将磁性颗粒悬浮在聚乙烯亚胺(PEI)溶液中，通过过滤，干燥处理制得外包PEI的磁性微球(Dekker R F M.Appl.Biotech.，1989，22：289)。Cuyper等用磷脂处理磁性纳米颗粒，制得磁性脂质体微球(Cuyper M D，JonianM.Langmuir，1990，7：647)。单体聚合法是继Ugelstad后研究得最多的制备方法，其中主要有悬浮聚合法、分散聚合法、乳液聚合法(包括无皂乳液聚合、种子聚合)等。Margel等人在油溶性引发剂、悬浮稳定剂和无机磁性粒子存在下制备了粒径范围为0.03um-80um的磁性聚丙烯醛类微球(Margel S，Beitler U.USP4,783,336，1988)。Daniel等采用微悬浮聚合得到了粒径范围为0.03um-5um的憎水磁性聚合物微球(Daniel J C，Schuppsier J L.USP4,358,388.1982)。悬浮聚合制备的微球粒径也比较大，粒径分布较宽。乳液聚合是目前应用较多的一种制备磁生聚合物微球的方法。Furusawa等将磁性颗粒沉积到带有功能基团的高分子乳胶粒子上，然后采用种子乳液聚合制得夹心结构的磁性微球(Furusawa K，Nagashima K，Anzai C，Colloid Polym.Sci，1994，272；1104)。国内孙宗华等用磁流体作为核，采用改进的乳液聚合制备了粒径范围为0.06um-10um的磁性聚苯乙烯微球(邱广明，孙宗华，化学试剂，1993，15(4)：324)。Ugelstad等首先提出原位法制备单分散磁性高分子微球，其特点在于先用两步溶胀法制备多孔的聚苯乙烯微球，然后在聚苯乙烯微球的孔道内用碱沉淀铁盐，从而制得了单分散的磁性聚苯乙烯微球(Ugelstad J，Mork P C，Schmid R，et al，Polym.Int，1993，30：15.)。