[发明专利]一种核壳型磁/金纳米粒子的制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种核壳型磁/金纳米粒子的制备方法及其应用，属于纳米磁性材料技术领域。

背景技术

磁性纳米粒子具有磁场响应性、纳米尺寸效应、低毒性和生物相容性等特性，被广泛应用于众多领域。如：生物医学领域中，可用于磁靶向药物载体、磁共振造影技术、细胞或NDA的分离富集等；磁记录材料领域中，取代传统的微米级磁粉，用于高密度磁记录材料；催化领域中，以其作催化剂载体，不仅可大大提高催化剂活性，而且便于催化剂的回收与重复利用。但纳米磁粒子易被氧化而降低磁性，而且表面不易修饰。在其表面包覆一层金壳，形成核壳结构的磁/金纳米粒子，既可克服纳米磁粒子的局限性，又能使纳米复合粒子兼具纳米金粒子的特性，如：优异光学性能、催化性能、表面易于修饰和良好的生物相容性等特性。在免疫学检测、靶向载药、癌细胞的光热疗法等方面有重要应用价值。还可用于蛋白质、核酸、抗体、抗原等的标记，以及蛋白质、细胞、NDA等的分离检测。

目前，文献报道的核壳磁/金纳米粒子的制备方法主要是，先用热分解法制备纳米磁粒子，再以磁粒子为晶种，高温下，用还原剂还原有机金前驱体，制得核壳磁/金纳米粒子。另外，高温内外氧化还原法也是常用的制备方法，该方法是先用热分解法制备单质金属磁性纳米粒子，再以其作晶种，在高温条件下，用有机金前驱体氧化晶种粒子，同时金前驱体被还原形成金壳层，制得核壳磁/金纳米粒子。这些方法主要有以下缺点：(1)反应温度高，反应温度通常在200℃左右；(2)反应时间长；(3)反应物毒性高，通常所用反应物是五羰基铁、乙酰丙酮铁等有毒化合物。如何在温和条件下来制备核壳磁/金纳米粒子是该领域的一个重要课题。专利CN1736881报道了用共沉淀法制备柠檬酸钠包覆的纳米Fe₃O₄粒子，再用其作晶种，在沸腾条件下，用柠檬酸钠还原氯金酸，制得核壳磁/金纳米粒子。该方法克服了热分解法高温、高毒性的缺点，但纳米Fe₃O₄粒子在沸腾条件下易被氧化磁性降低，而且制得的纳米粒子分散性不好。

发明内容

本发明的目的是提供一种在温和条件下，制备核壳磁/金纳米复合粒子的方法，该方法可以获得在分散介质中良好分散的纳米复合粒子。该纳米复合粒子可于生物及非生物材料的标记、分离、检测。

为达到上述目的，本发明采取以下措施，一种核壳型磁/金纳米粒子的制备方法及其应用，该方法包括如下步骤：

(1)采用共沉淀法制备磁性纳米粒子，然后剧烈搅拌下升温至40-90℃，滴加少量表面活性剂，得到稳定的磁性纳米粒子水分散液；

(2)使用与水不互溶的有机溶剂将磁性纳米粒子萃取到有机相中，取少量该磁流体，加有机还原剂，15-50℃下搅拌2-35h；

(3)将金前驱体溶于有机溶剂中，加少量有机还原剂，滴入(2)中磁流体中，剧烈搅拌下，15-50℃下反应10-36h，用沉淀剂将纳米粒子沉淀，磁分离后，重新分散在有机溶剂中；

(4)将(3)中制得的分散在有机溶剂中核壳型磁/金纳米粒子用相转移剂转入水相，用于蛋白质、NDA、细胞、抗体的监测与分离。

本发明中所用的表面活性剂可以是长链(8-24碳链)的饱和或不饱和脂肪酸及其盐类，优选不饱和脂肪酸及其盐类，如：十八酸、十八烯酸(油酸)或其盐类。且表面活性剂在反应混合物中的体积分数为0.1-20％。

本发明方法中，萃取过程中所用有机溶剂为各种与水不互溶的溶剂，优选苯及其衍生物、烷烃、环烷烃、卤代烃及醚类化合物，如：苯、甲苯、二甲苯、正己烷、正庚烷、环己烷、二氯甲烷、氯仿等。且萃取剂的用量为水性磁流体的体积的1-100倍。

本发明方法中，反应过程中所用有机溶剂为极性或非极性有机溶剂，优选苯及其衍生物、烷烃、环烷烃、卤代烃及醚类化合物，如：苯、甲苯、二氯甲烷、氯仿等。

本发明中所用的有机还原剂为长链(6-24碳链)的饱和或不饱和有机胺类、多元醇类化合物，优选不饱和有机胺类化合物，如：十六胺、十六烯胺、十八胺，十八烯胺(油胺)，1，2-十六烷二醇等。且有机还原剂在反应混合物中的体积分数为0.1-30％。

本发明中所用的金前驱体可以是无机含金化合物或有机含金化合物。如：氯金酸、乙酸金等。当选用无机含金化合物时，反应有机溶剂易选用极性或弱极性有机溶剂，并且滴加少量有机还原剂，使无机含金化合物完全溶解。