[发明专利]氨基功能化的水溶性铁酸锰磁性纳米粒子的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及纳米材料领域，涉及一种纳米磁性粒子的制备方法，具体涉及一种氨基功能化的水溶性铁酸锰磁性纳米粒子的制备方法。

背景技术

磁性纳米材料(magnetic nanomaterials)作为纳米材料的一种在信息化、自动化、机电一体化、国防和国民经济的方方面面紧密相关。磁性纳米材料通过表面修饰和功能化后，在磁学、生物和医药等领域，特别是在超高密度信息存储、生物分子识别、药物传输等方面具有诱人的应用前景。引起了国内外的广泛重视而成为研究的热点。

核磁共振成像技术(MRI)是目前少有的对人体没有任何伤害的安全、快速、准确的临床诊断方法，因为它的无创性和多层面的断层功能，但核磁共振成像的主要弱点是灵敏度低。所以在临床MRI中，30％以上的诊断须用核磁共振成像造影剂，来缩短成像时间、提高成像对比度和清晰度。生化及医学等领域对磁性纳米粒子的物理、化学及药理性质如化学组成、粒度大小、磁功能、晶体结构、吸附性、表面形貌、溶解性及毒性都有严格的要求。因此要实现磁性纳米粒子在这些生化及医学等领域的应用，必须满足一下几个条件：一、但分散性，二、具有较好的磁学性能，三、具有水溶性和活性官能团。但是目前的制备单分散的纳米粒子多是油溶性的，因此要实现这些要求，必须进一步进行表面改性。目前进行表面修饰的主要手段有二氧化硅包覆、有机聚合物包覆和配体交换等方法。二氧化硅包覆虽然具有较好的分散性，但工艺比较复杂；有机聚合物包覆，容易团聚，而且不是很稳定；配体交换的方法可以很好的解决以上两种方法的缺陷，但是配体交换的效率一直是一个难以解决的问题。因此以上的方法都不太适合扩大生产。

磁共振造影剂种类很多，通常可分为顺磁性造影剂、锰磁性造影剂和超顺磁性造影剂。超顺磁性造影剂由于其在人体内分布具有特异性、使用剂量少、安全、毒副作用小以及用途广泛等优点，已成为目前研发的热点。制备超顺磁性造影剂的关键在于如何制备出磁性能优异(高饱和磁化强度和初始磁化率)的超顺磁性材料，以及在此基础上对磁性纳米粒子表面进行修饰，得到低毒性，并具有较好的稳定性、水溶性、生物相容性和活性官能团的磁性纳米材料。目前生物兼容性锰酸盐类磁性纳米粒子制备过程比较复杂，而且不能大批量制备，极大的限制了这类材料在该领域的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种大规模制备氨基功能化的水溶性铁酸锰磁性纳米粒子的方法，该方法制备的纳米粒子不但具有较好的磁学性能、单分散性、水溶性和活性官能团，而且合成方法比较简单，可以很方便的扩大生产。

本发明是通过如下技术方案实现的：

氨基功能化的水溶性铁酸锰磁性纳米粒子的制备方法，包括以下步骤：

(1)将二价锰盐与6-(1，3-二氧代异吲哚啉-2-基)己酸，三价铁盐与6-(1，3-二氧代异吲哚啉-2-基)己酸分别溶解于二氯甲烷或氯仿中，在三乙胺存在的条件下搅拌20～30h，得到黑褐色油状6-(1，3-二氧代异吲哚啉-2-基)己酸合锰前驱体和血红色油状6-(1，3-二氧代异吲哚啉-2-基)己酸合铁前驱体；

所述二价锰盐选自氯化锰、醋酸锰或硝酸锰；二价锰离子、6-(1，3-二氧代异吲哚啉-2-基)己酸及三乙胺的摩尔比为1∶(1～5)∶(1～10)；

所述三价铁盐选自氯化铁、醋酸铁、硝酸铁或硫酸铁)；三价铁离子、6-(1，3-二氧代异吲哚啉-2-基)己酸及三乙胺的摩尔比为1∶(1～5)∶(1～10)；

(2)将步骤(1)所制得的6-(1，3-二氧代异吲哚啉-2-基)己酸合锰前驱体和6-(1，3-二氧代异吲哚啉-2-基)己酸合铁前驱体分别溶解于溶剂中，氮气氛或惰性气体氛下以梯度加热的方式将温度逐级地提升至120℃～140℃，稳定1～2小时，使溶液中的水汽完全蒸发，再以5℃/min将温度提升至210℃～220℃，稳定2～3小时，使得两种前驱体混合物在这个温度下形成各自的稳定的金属氧化物，然后以10℃/min将温度提升至250℃～260℃稳定1～2小时，得到6-(1，3-二氧代异吲哚啉-2-基)己酸配位的油溶性铁酸锰纳米粒子；

所述6-(1，3-二氧代异吲哚啉-2-基)己酸合锰前驱体和6-(1，3-二氧代异吲哚啉-2-基)己酸合铁前驱体的摩尔比为1∶2；

所述惰性气体氛为氦气氛、氖气氛和氩气氛；

所述溶剂为油胺或苯醚，或两者按任意比组成的混合物；

(3)将步骤(1)得到的油溶性铁酸锰纳米粒子分散于溶剂中，加入脱氨基保护试剂，回流4～5个小时，脱去邻苯二甲酸酐，得到表面是氨基的铁酸锰磁性纳米粒子；