[发明专利]一种核/壳型磁性微粒制品的制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于磁性和纳米材料制备，涉及一种核/壳型磁性微粒的制备方法及 其在生物分离中的应用。

技术背景

磁性微粒在核酸、蛋白质的分离和纯化、靶向药物、细胞标记和分选、生 物分子标记和检测、免疫分析、酶的固定等生物医学、细胞学和生物工程学领域 有着广阔的应用。它是利用了磁性微粒磁可控的特征，磁可控是指磁性微粒在外 磁场的作用下，向指定的方向移动和富集。与常用的分离方法如离心法、沉淀法、 离子交换法和层析法相比较，在外磁场作用下固液相的磁分离，具有操作简单快 捷，分离效率高、所需设备简单、能耗低、成本少、无污染等诸多优点。磁性微 粒作为靶向药物载体，能实现在体内定向移动、定点富集，从而达到提高治疗效 果、降低毒副作用的目的，在治疗肿瘤、癌症等方面有广泛的应有前景。用磁性 微粒于分离癌细胞和正常细胞在动物、临床试验中已获成功，展现了令人瞩目的 应用前景。已有的制品中，磁性微粒多是通过包埋法、单体共聚法或高分子微球 溶涨-褪溶胀法等制得的高分子微球，或是由多糖分子包覆的磁性微球。高分子 微球由磁性粒与表面聚合高分子材料复合而成，其合成工艺一般比较复杂，合成 工艺中常会使用一些有毒的有机溶剂或聚合单体，对已成型微球表面很难再进行 修饰，且该微球生物相容性较差，仅适合在体外应用；多糖包覆的微球虽然生物 相容性较好，能应用于体内的药物输送，但包覆层不稳定，存在磁性粒子容易脱 落的缺点，这些都限制了其应用范围。

壳/核型磁性微粒的制备方法报道很多，但其内核为磁性较弱的Fe₃O₄等铁 氧体。例如，专利ZL02109817.4公开了一种复合磁性粒子的制备方法，其内核 是粒径为5～8nm的超顺磁性Fe₃O₄纳米粒子；专利ZL03111351.6也公开了具有 强磁场响应能力的磁性核壳微粒及其制备方法，其内核是磁性铁氧体纳米粒子， 外壳是二氧化硅。其磁性铁氧体纳米粒子乃指Fe₃O₄纳米粒子、γ-Fe₂O₃纳米粒子 或掺过渡金属元素及其化合物的磁性铁氧体纳米粒子(粒径为3～12nm)。制备 该磁性铁氧体～二氧化硅核壳结构微粒的方法是：制备磁性铁氧体纳米粒子～ 无机硅源包覆～有机硅源包覆。其磁性铁氧体纳米粒子采用已知的共沉淀法制 备。上述无机硅源包覆是以Na₂SiO₃作为无机硅源，将洗好的磁性铁氧体纳米粒 子不经过任何表面处理直接分散到含有SiO₂的水溶液中，搅拌进行第一次二氧 化硅包覆，经过这次无机硅源包覆在磁性铁氧体纳米粒子表面形成1～2nm厚的 二氧化硅层。有机硅源是以正硅酸乙酯为硅源，以醇和水混合物为溶剂，在碱的 催化下，通过正硅酸乙酯水解反应进行第二次二氧化硅包覆，得到的多层核/壳 型磁性微粒的粒径在0.2～10μm，核/壳磁性微粒含有20～1000个磁性铁氧体纳 米粒子，微粒中磁性铁氧体纳米粒子的质量百分含量为10～60％。制备过程中通 过0.05～0.15T的永磁铁提供的恒磁场下利用倾注法进行纯水清洗除去杂质。微 粒的磁场响应能力为：10ml该核壳微粒的水溶胶，在0.05T的外加磁场下，粒 子富集时间在1分钟以内。

已有专利(ZL03111351.6)的Fe₃O₄-二氧化硅核/壳型磁性微粒的包覆层是 二氧化硅，因而微粒既有良好的生物相容性，较好的化学稳定性，还可以通过不 同的硅烷化试剂进行各种表面修饰，经修饰后的微粒表面可以载戴各种易与生物 材料连接的活性基团。但该类微粒的核是磁性较弱的铁氧体，致使该类微粒对外 磁场的响应能力偏弱，需要施加高强度的外磁场才能实现该微粒的富集。此外， 也可以通过增加核中纳米微粒的个数(导致微粒增大)来达到增强微粒磁响应能 力，但微粒直径增加造成的比表面下降会导致表面活性的降低，从而会直接降低 分离效率。因此，需要在保持微粒粒度适度(最好处于纳米尺度范畴)的条件下， 进一步增加微粒对外加磁场的磁响应能力才是最佳的选择。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述不足之处，研究能提高微粒的磁 敏感度，提高微粒对外磁场的响应能力，使内核磁性纳米粒子安全和稳定。

本发明提供一种核/壳型磁性微粒的制品。