[发明专利]三层核壳结构金磁纳米颗粒的制备方法

说明书

 

技术领域：

本发明属于纳米复合材料合成领域，涉及一种三层核壳结构金磁纳米颗粒Fe₃O₄SiO₂Au及其制备方法，特别涉及组合使用自组装技术，种子生长法与胶体还原化学方法制备包覆有完整金壳的具有三层核壳结构的金磁纳米颗粒Fe₃O₄SiO₂Au。

 

背景技术：

磁性材料是一种历史悠久的传统材料。研究表明当其尺寸进入纳米尺度后，所得磁性纳米材料将呈现出一些特殊的物理现象，如：矫顽力的变化、超顺磁性、居里温度的下降等。因为这些特性，磁性纳米颗粒作为纳米材料的重要组成部分，目前已成为材料、信息、生物、化学等领域的研究热点。由于磁性纳米颗粒具有分离速度快、效率高、操作简单、易实现功能化、易实现自动化及不影响分离物质的活性等优越的物理化学性质和生物相容性，目前已被广泛应用于细胞的分离分选，生物大分子的分离、纯化、检测，靶向诊断与治疗等诸多领域。但单纯的铁氧磁性纳米颗粒在空气中易被氧化、从而发生团聚，故要在其表面进行包覆，从而使其具备更好的生物相容性和稳定性。

金具有良好的生物活性与低的荧光背景，是良好的包覆材料。目前制备金磁颗粒的方法主要包括：自组装法、微乳液法、湿化学法、激光辐射法、种子生长法、超声化学法、化学还原法等，根据颗粒的需求不同可采取相应的方案。目前制备金磁复合颗粒主要采用表面原位还原方案和自组装方案。

 

发明内容：

解决的技术问题：一般的磁性Fe₃O₄纳米颗粒易发生团聚、在空气中被氧化，不利于直接用于检测；而金具有良好的生物活性与低的荧光背景，是良好的包覆材料。目前已有关于制备金磁复合颗粒的研究。但是直接在磁性纳米颗粒表面包覆金，效果不是很好。考虑到Fe₃O₄SiO₂颗粒表面包覆的二氧化硅能使磁性Fe₃O₄纳米颗粒具有良好的分散性和生物相容性，并能提供稳定的羟基官能团（-OH），易于进行氨基修饰，方便进一步组装吸附金纳米颗粒。因此本发明提供了一种三层核壳结构金磁纳米颗粒Fe₃O₄SiO₂Au及其制备方法。

技术方案：

三层核壳结构金磁纳米颗粒的制备方法，包括下述步骤：首先制备氨基修饰的核壳结构Fe₃O₄SiO₂颗粒；同时以四羟甲基氯化磷还原氯金酸得到粒径较小的纳米金颗粒，其带负电易吸附于氨基修饰的Fe₃O₄SiO₂颗粒表面，并能作为种子进行下一步的金壳还原；接下来混合上述氨基修饰的Fe₃O₄SiO₂颗粒混悬液和纳米金混悬液并搅拌，从而得到组装型金磁复合颗粒Fe₃O₄SiO₂/Au；最终以Fe₃O₄SiO₂颗粒表面吸附的以THPC还原的纳米金颗粒作为晶核，使用甲醛在其表面进行多步还原后得到一层完整的金壳，从而制备三层核壳结构金磁纳米颗粒Fe₃O₄SiO₂Au。

具体来说，三层核壳结构金磁纳米颗粒的制备方法，包括下述步骤：

a. 制备氨基修饰的核壳结构Fe₃O₄SiO₂颗粒：取10 mL 2 mg/mL 的Fe₃O₄SiO₂颗粒，磁分离后加入10 mL浓度为90% vt的乙醇-水溶液，用浓度为95 % vt乙醇-水溶液定容至50 mL，加入400 μL 3-氨丙基三乙氧基硅烷和600 μL氨水，混合搅拌2小时，再用无水乙醇清洗3 次，将上述颗粒磁分离后，加入30 mL 浓度为0.1 M的盐酸处理1 小时，以水清洗干净，保存待用；