[发明专利]一种核壳结构的磁性荧光双功能纳米粒子的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种核壳结构的磁性荧光双功能纳米粒子的制备方法，具体涉及一种使用AGET ATRP(ATRP using Activators Generated by ElectronTransfer，通过电子转移生成催化剂的原子转移自由基聚合)活性自由基聚合方法可控地制备磁性荧光双功能纳米粒子的方法。

背景技术

具有磁性和荧光双功能纳米粒子在磁共振成像(MRI)、生物标记等生物医用领域有广阔的应用前景。根据不同的磁性/荧光纳米材料的结构，其制备策略可分为以下八种：(1)磁性核被含有荧光物质的二氧化硅壳包裹；(2)荧光物质修饰聚合物包裹的磁性纳米粒子；(3)通过正负电荷的相互作用制备具有磁性核、荧光离子化合物壳的离子聚集体；(4)用荧光标记的双分子类脂包覆磁性纳米粒子；(5)磁性纳米核直接共价键合某种荧光物质；(6)半导体外壳(II-VI)包裹磁性纳米核；(7)磁性纳米粒子修饰荧光量子点；(8)磁性纳米粒子与荧光量子点被混合裹入聚合物或者二氧化硅形成的胶囊中。

聚合物/无机杂化纳米材料由于其许多奇特的性能近年来备受人们的关注。采用聚合物对无机纳米粒子进行表面改性，使聚合物化学键连于无机颗粒表面，可以赋予粒子许多新的特性，如两亲性、生物活性、化学活性、可分散性、吸附性以及有机相容性等。通过接枝聚合物实现对无机微粒的改性，丰富的合成手段让此类材料在药物传输、基因转染等方面成为目前材料科学领域的一类重要的研究课题，并已取得了许多令人瞩目的进展。

聚合物包裹的磁性/荧光纳米粒子目前报道的主要有以下几种：(1)运用LBL技术，通过正负电荷的相互作用把聚电解质与荧光量子点包裹在磁性纳米颗粒上；(2)把磁性纳米粒子和荧光量子点包裹在二氧化硅中，然后表面交联一层聚合物做壳(乳液聚合、蒸馏沉淀聚合)；(3)用带有荧光的聚合物包裹磁性纳米粒子；(4)修饰有荧光性物质的脂质体，葡聚糖，壳聚糖等大分子对磁性粒子进行包裹。但这些聚合物的合成仅采用常规的自由基聚合方法。众所周知，常规自由基聚合的主要缺点是所得聚合物的可设计性差、分子量及分布不可控等；而活性聚合在克服了这些缺点以外，使得精确合成各种拓扑结构的聚合物成为现实。

但是，目前国内外尚未见任何报道通过活性自由基聚合的方法直接把带有荧光性基团的化合物接到磁性纳米粒子表面的报道。

发明内容

本发明目的是提供一种核壳结构的磁性荧光双功能纳米粒子的可控制备方法。

为达到上述目的，本发明具体技术方案是，一种核壳结构的磁性荧光双功能纳米粒子的制备方法，包括以下步骤：

(1)使用常规方法制备磁性纳米粒子核，然后采用3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)通过硅烷化反应以化学键的方式结合磁性纳米粒子核，获得表面氨基化的磁性纳米复合颗粒；采用溴代烷基酰溴与磁性纳米复合颗粒表面的氨基反应以酰胺的方式连接，得到修饰了引发剂的磁性纳米粒子；

上述技术方案中，采用3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)通过硅烷化反应以化学键的方式结合磁性纳米粒子核，获得表面氨基化的磁性纳米复合颗粒的方法为现有技术，可参见文献：①冯斌.任志强.屈晶苗.洪若瑜.李洪钟.魏东光.3-氨丙基三乙氧基硅烷表面修饰的磁性Fe₃O₄纳米粒子合成与表征.化工新型材料2008 36(12)；②Yamaura，M.；Camilo，R.L.；Sampaio，L.C.；Macedo，M.A.；Nakamura，M.；Toma，H.E.J.Magn.Magn.Mater.2004，279，210-217；

(2)以步骤(1)所得引发剂、荧光单体、催化剂、配体和还原剂组成聚合体系，溶于溶剂中，进行电子活化再生原子转移自由基聚合(AGET ATRP)得到由荧光聚合物构成的外壳，从而得到具有核壳结构的磁性荧光双功能纳米粒子；

上述技术方案中，步骤(1)中，所述溴代烷基酰溴选自：2-溴代丙酰溴或2-溴代异丁酰溴；溴代烷基酰溴与氨基反应形成酰胺的方法属于本领域技术人员公知的现有技术；步骤(1)所得引发剂为表面上修饰了2-溴代烷基酰胺的磁性纳米粒子；