[发明专利]由四氧化三铁纳米晶一步制备磁性空心团簇的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米材料的制备方法，尤其涉及一种由四氧化三铁纳米晶一步制备磁性空心团簇的方法，属于材料化学技术领域。

背景技术

随着分子生物学、医学诊断学等学科的发展以及各种生物标记和检测技术的应用，超顺磁氧化铁纳米粒子得到了广泛关注。这是因为它具有良好的生物相容性，具备磁性存储与分离,药物可控释放，核磁共振成像显影剂等功能。其中，核磁共振成像技术在医学诊断领域中已展现出巨大的潜力。与其他成像技术相比，核磁共振成像技术具有独特的优势，如非组织侵入，软组织的高分辨率成像从而实现进行深层组织成像等，因此在分子生物学、细胞生物学及医学诊断学等方面引起了广泛关注。超顺磁氧化铁纳米粒子作为一种重要的T2加权显影剂，还展示出良好的灵敏度和生物相容性，以及较长的体内循环时间，因而在成像中应用广泛。但现有的超顺磁氧化铁纳米粒子用作显影剂的成像效果还有待进一步优化，且弛豫率不高，有效用量比较大，尚不能满足实际应用的需要。

发明内容

本发明的目的在于提出一种由四氧化三铁纳米晶一步制备磁性空心团簇的方法，藉此方法制备的磁性空心团簇属于超顺磁氧化铁材料，其弛豫率高，显影效果强，生产成本低廉，且通过选用无毒表面修饰剂对该超顺磁氧化铁材料表面进行修饰，还可进一步的降低其毒副作用，从而克服了现有技术中的不足。并且在实现团簇结构制备的同时，使之表面含有功能基团，从而为其在生物标记、组织和活体成像、临床诊断等领域的实际应用提供了必要准备。

为实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：

一种由四氧化三铁纳米颗粒一步制备磁性空心团簇的方法为：将油溶性四氧化三铁纳米颗粒(浓度优选为0.5~5 mg/mL)与具有活性官能团的表面修饰剂在室温下均匀混合在三液相体系中形成微乳液进行反应，室温下反应1~24小时后形成由复数四氧化三铁颗粒组成的亲水性磁性空心团簇，其尺寸在65±25 nm左右。所述三液相体系由体积比为1~25：5~25：1~25的水、非极性有机溶剂和极性有机溶剂混合形成。

进一步的讲，该方法包括如下步骤：

Ⅰ、取水、非极性有机溶剂和极性有机溶剂混合形成三液相体系，并向该三液相体系中加入四氧化三铁纳米颗粒，而后在密闭环境中持续振荡处理；

Ⅱ、向经步骤Ⅰ处理后的三液相体系中加入表面修饰剂0.01-0.6/ml，而后在室温条件下，于密闭环境中持续振荡反应；

Ⅲ、反应结束后，以外加磁场分离出由步骤Ⅱ所得混合反应体系中的目标产物，而后清洗该目标产物，并将该目标产物分散于水中保存。

所述四氧化三铁纳米颗粒优选采用直径2-10 nm的纳米颗粒。

更具体的讲，所述四氧化三铁纳米颗粒是采用水热法制备的，并分散于氯仿中。

所述表面修饰剂至少选自多巴胺、3，4-二羟基苯丙氨酸,多巴胺-喹啉、α甲基多巴胺、去甲肾上腺素、α-甲基多巴,屈昔多巴、5 - 羟基多巴胺、十二烷基磺酸钠、十三烷基磺酸钠、十四烷基磺酸钠、十五烷基磺酸钠、十六烷基磺酸钠、十二烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基溴化铵、巯基嘌呤类化合物、巯基噻吩类化合物、2-巯基嘧啶、2-巯基噻唑、2-巯基苄醇、2-巯基丁酸、2-巯基吡嗪、2-巯基乙磺酸、3-巯基苯甲酸、巯基己醇类化合物、2-巯基-6-羟基嘌呤、2-巯基苯甲酸甲酯、2-巯基-3-氨基吡啶、4-氨基-3-巯基吡啶、3-氨基-4-巯基吡啶、4,4-二巯基二苯硫醚、二氢硫辛酸、对巯基苯胺、4-氨基-3-巯基苯甲酸以及盐酸盐、2-巯基丙酸、4,5-二氨基-6-巯基嘧啶、2-巯基苯甲酸、巯基乙酸钠、3-巯基-2-丁醇、1,3-丙二硫醇、对巯基苯甲酸、L-半胱氨酸、巯基乙酸、D-半胱氨酸及盐酸盐、2,3-二巯基丁二酸、2-巯基乙醇、4-巯基-2-甲基苯酚、二巯基丙醇、半胱胺盐酸盐、双巯乙基硫醚和对甲硫基苯甲醛中的任意一种。所述表面修饰剂还具有功能基团，所述功能基团至少选自羟基、氨基、羧基和巯基中的任意一种，但不限于此。

所述非极性有机溶剂至少选自氯仿、正己烷、环己烷、甲苯、苯和四氯化碳中的任意一种，但不限于此。

所述极性有机溶剂至少选自甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、二甲基亚砜、乙二醇、乙酸、丙酸、乙醚、丙醚、丙酮和N-甲基吡咯烷酮中的任意一种，但不限于此。