[发明专利]氨基功能化的水溶性四氧化三锰纳米磁性粒子的制备方法

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四氧化三锰纳米材料的制备方法。

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、单分散性，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

本发明的目的是针对上述现有技术中的不足，提出一种氨基功能化的水溶性四氧化三锰纳米磁性粒子的制备方法，解决现有磁性纳米粒子不能同时具有较好的磁学性能、单分散性、水溶性和活性官能团的问题。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种氨基功能化的水溶性四氧化三锰磁性纳米粒子的制备方法，包括以下步骤：

(1)称取二价锰盐和6-(1，3-二氧代异吲哚啉-2-基)己酸和三乙胺在室温下分散在溶剂中，搅拌20～30小时，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；

所述溶剂为按1∶(0.5～2)体积比混合的二氯甲烷和无水乙醇；

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)；

(2)将步骤(1)所得到的6-(1，3-二氧代异吲哚啉-2-基)己酸合锰前驱体溶解于苯醚中，氮气氛或惰性气体氛保护和搅拌状态下以梯度加热的方式将温度以5℃/min逐级地提升至120～140℃，稳定1～1.5h，再将温度以5℃/min提升至158～173℃，稳定4～5h，得到6-(1，3-二氧代异吲哚啉-2-基)己酸配位的油溶性四氧化三锰纳米粒子；

所述惰性气体氛为氦气氛、氖气氛和氩气氛；

(3)将得到的油溶性四氧化三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，得到表面有机配体是6-氨基己酸的是氨基功能化的四氧化三锰磁性纳米粒子；

所述溶剂为氯仿、乙醇、二氯甲烷中的一种或两种按任意比组成的混合物与水组成的混合液，混合液中水的体积比为1/5～1/4；

所述脱氨基保护剂优选水合肼，与得到6-(1，3-二氧代异吲哚啉-2-基)己酸配位的油溶性四氧化三锰纳米粒子的质量比为5∶1～1∶5，优选1∶1～1∶5。