[发明专利]一种单分散Fe3O4磁性纳米粒子的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种单分散Fe₃O₄磁性纳米粒子的制备方法。

背景技术

磁性氧化铁纳米粒子因其特殊的磁学性能在生物医学领域的应用(如磁共振成像、磁热疗、生物磁分离、磁靶向药物载体等)倍受青睐和重视。磁性氧化铁纳米粒子的粒径大小、尺寸分布、单分散性好坏和磁响应性高低对其生物医学应用至关重要，由于小尺寸的磁性纳米粒子具有与病毒(20-450nm)、蛋白质(5-50nm)、DNA或基因(2nm宽和10-100nm长)尺度相比拟的大小，因而适合于与这些生物单元结合形成磁标记物；磁性纳米粒子的单分散性和窄分布能够为药物在生物体内的分布、药物动力学等方面的研究提供几乎相同物理、化学和生物性质的靶向药物载体；高饱和磁化强度有利于提高磁控的可操作性以及降低磁性纳米粒子因表面修饰所造成的磁损失；超顺磁纳米颗粒可以完全消除磁性团聚等。

然而，小尺寸、单分散、窄分布、高饱和磁化强度和超顺磁性等的磁性氧化铁纳米粒子制备一直是制约其生物医学应用的瓶颈。因为采用蒸发冷凝法、研磨粉碎法、机械合金法等物理法方法制备出的磁性纳米粒子通常粒径大且分布宽，而化学法如常用的共沉淀法制备出的磁性纳米粒子粒径分布宽、其大小和稳定性强烈地依赖于体系pH值；溶胶-凝胶法制备出的磁性纳米粒子粒径比较均匀，但结晶性差、磁响应性弱；水热合成法虽然结晶性和磁响应性好，但需要高温高压且难以获得小粒径单分散的磁性纳米粒子，等等。为了解决上述难题，人们发展有机相合成的方法，并探索出磁性纳米粒子的金属有机前驱体热分解合成法，例如，Sun S.等以油酸和油胺作为稳定剂，以1，2-十六烷二醇作为还原剂，通过在有机相中热分解乙酰丙酮铁Fe(acac)₃的方法以及晶种生长法合成出粒径在5-20nm范围可调的单分散Fe₃O₄磁性纳米粒子。(Sun S，Zeng H.J.Am.Chem.Soc.，2002，124(28)：8204-8205.)。高明远等在氮气气氛保护下，通过选用高沸点的2-吡咯烷酮及其衍生物强极性溶剂高温热分解Fe(acac)₃、Fe(CO)₅、FeCup₃和无机铁盐前驱物，以乙二醇及其衍生物为稳定剂，成功地制备出单分散水溶性的Fe₃O₄纳米粒子(中国专利申请号：03136275.3和03136273.7)。Yu W.W.等采用过筛的FeOOH和Fe(OH)₃为铁源，然后，将其溶解在油酸中，再在惰性气体保护下于1-十八烯溶剂中高温320℃热分解得到从6nm到30nm可调的单分散Fe₃O₄磁性纳米粒子(Yu WW，Falkner J C，Yavuz C T，et al.Chem.Commun.2004，2306-2307.)。在上述这些制备方法中，存在着试剂比较贵(如、Fe(acac)₃、1，2-十六烷二醇和油胺等)和有毒(如Fe(CO)₅、2-吡咯烷酮等)以及需要过筛和氮气保护等缺点或不足。因此，开发出一种原料价廉无毒、合成工艺简单、一次合成量大、粒径可控的单分散Fe₃O₄磁性纳米粒子的制备方法将具有广阔的应用前景和市场前景。

发明内容

本发明提供了一种单分散Fe₃O₄磁性纳米粒子的制备方法。其条件和步骤如下：

前驱物为Fe₂O₃或氧化铁黄，氧化铁黄的化学式为Fe₂O₃·H₂O；稳定剂为油酸；高温有机溶剂为1-十八烯(b.p.318℃)；沉淀剂为甲苯、二甲苯、乙醇、异丙醇和丙酮中的任意两种按体积比1∶4～2∶3混合配制而成；前驱物∶稳定剂的摩尔比为1∶4～1∶9；前驱物∶高温有机溶剂的摩尔比为1∶10；