[发明专利]一种多孔道核壳型磁金复合纳米粒子的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米粒子制法，尤其涉及一种多孔道核壳型磁金复合的纳米粒子的制备方法。 

背景技术

将磁性颗粒与金纳米粒子复合组装形成的复合纳米颗粒，不仅具有磁性纳米材料的磁控导向性和磁分离特性，同时还具有金纳米粒子独特的光学性质和催化性能，已成为生物医学、分析化学和催化等研究领域中的热点课题。此类复合功能纳米粒子的性能和应用效果受其结构的影响较大。为了保证金纳米粒子的光学和催化性能不被表面包覆层所屏蔽，文献报道较多的是将金纳米颗粒直接与磁性纳米粒子(或被无机、有机高分子材料包覆过的磁性纳米粒子)的表面直接(或通过偶联分子)相连，但是这种结构的磁-金复合纳米粒子在当前的应用中存在以下问题：(1)磁性纳米粒子的化学稳定性较差，容易被氧化或团聚，磁性粒子若预先被无机或有机高分子材料包覆，得到的磁金复合纳米粒子的磁响应灵敏度不够；(2)复合纳米粒子表面所含的有效官能团数目较有限，不利于生物分子的再偶联。针对以上问题，有人提出可以考虑先用具有良好生物相容性的二氧化硅包裹磁性纳米粒子，再将二氧化硅壳层形成多孔结构，将金纳米粒子嫁接或镶嵌在孔结构中。但是由于磁性纳米粒子表面二氧化硅壳层孔径的限制，使得镶嵌金纳米粒子存在一定的困难，产率低下。所以在提高磁-金复合功能纳米粒子的稳定性，避免团聚的情况下，如何保证复合粒子的磁学和光学性能，成为其在生物医学、催化等领域应用的关键。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种多孔道核壳型磁金复合纳米粒子的制备方法。该方法制备的多孔道核壳型磁金复合纳米粒子是将磁性颗粒和金纳米粒子共同包埋于多孔道的无机基质材料中，使制得的多孔道核壳型磁金复合纳米粒子粒径较均匀，可以在80-500纳米之间调控，分散性好，可放置数月而不团聚，并且磁学性能和光学性能受到表面无机壳层材料的影响较小。 

为实现上述目的，本发明制备方法的技术方案是： 

一种多孔道核壳型磁金复合纳米粒子的制备方法，其特征在于包括以下步骤：I、在160-200℃的密闭环境下，将亲水性磁性纳米粒子与单糖的水溶液混合反应，并通过磁分离法去除均相成核的碳球，得到包含有磁核的碳球； 

II、对所述包含有磁核的碳球采用与氯金酸回流的方法化学修饰上金纳米颗粒，得到磁金复合纳米材料； 

III、以硅源或钛源水解的方式在所述磁金复合纳米材料表面包覆二氧化硅或二氧化钛壳层，形成核壳复合纳米材料，并以高分子材料与核壳复合纳米材料投料摩尔比大于5∶1的比例，对核壳粒子表面修饰高分子材料； 

IV、采用无机碱液刻蚀经修饰高分子材料的核壳型磁金复合纳米粒子，形成具有多孔道核壳型的磁金复合纳米粒子。 

进一步地，前述多孔道核壳型磁金复合纳米粒子的制备方法当中，步骤I所述亲水性磁性纳米粒子包括γ-Fe₂O₃、Fe₃O₄的铁基纳米材料及该些铁基纳米材料的合金，所述单糖的水溶液包括含葡萄糖、苏糖或木糖的水溶液；步骤III 中水解所用的硅源是正硅酸乙酯或硅酸丙酯，所用的钛源是钛酸丁酯或钛酸四异丙酯；步骤IV中所述高分子材料是分子量大于8000的聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、伯洛沙明F127之一，刻蚀所用的无机碱为氢氧化钠或氢氧化钾。 

应用本发明制备方法进行磁金复合纳米粒子的制备，较之于先前文献报道的制备方法，其有益效果体现为： 

(1)表面无机壳层材料的存在，提高了磁金复合纳米粒子的化学稳定性，不易团聚； 

(2)表面包覆层为多孔道结构，避免了复合功能纳米粒子的饱和磁化强度相对于磁性纳米粒子严重下降，有利于外加磁场的导航； 

(3)表面壳层孔道的光透性，保证了金纳米粒子的光学性能得以充分利用； 

(4)多孔道基质材料为二氧化硅或二氧化钛，其表面可以进一步通过硅烷偶联剂赋予活性官能团，诸如氨基、羧基等，便于偶联其它必要的小分子或纳米粒子，有利于其在生物医学、催化、分离等各个领域的广泛应用。 

附图说明

图1a是本发明所制备的多孔道核壳型的磁金复合纳米粒子的透射电子显微镜照片； 

图1b是本发明所制备的多孔道核壳型的磁金复合纳米粒子的场发射扫描电子显微镜照片； 

图2是图1a和图1b所示磁金复合纳米粒子的XRD图谱。 

具体实施方式