[发明专利]一种制备水溶性磁性纳米粒子的方法

说明书

技术领域

本发明涉及纳米材料和纳米粒子表面化学修饰，具体涉及一种制备水溶性磁性纳米粒子的方法及根据该方法所制备的水溶性磁性纳米粒子及其用途。

背景技术

磁性Fe₃O₄纳米粒子具有特殊的超顺磁性，在巨磁电阻、磁性液体和磁记录、磁致冷、磁探测器等方面具有广泛的应用前景。同时，Fe₃O₄纳米粒子在生物医学领域也有重要应用，可以应用于蛋白质纯化、核酸分离与纯化、免疫分析测定、磁流体热疗技术、靶向药物、固定化酶等方面。因此，现在关于Fe₃O₄磁性纳米粒子的研究是一个热门领域。制备Fe₃O₄磁性纳米粒子的方法很多，有共沉淀法、微乳液法、热分解法、生物辅助合成法等,其中以高温热分解法合成的粒子尺寸形貌均一性最好。另外，通常使用油酸（简称为OA）等作为表面活性剂以控制纳米粒子的大小或形状。

为了扩展磁性纳米粒子在生物领域中的应用，必须对磁性纳米粒子进行表面修饰，以改善其表面性能。首先，由于生化反应的要求，需要改变油溶性Fe₃O₄磁性纳米粒子的分散性，使其能够分散于水溶液体系中；其次，在表面修饰的同时需要在Fe₃O₄磁性纳米粒子表面引入功能基团（-COOH，-SH-，-NH₂），使其作为生物分子在纳米粒子表面固定的桥梁。表面化学修饰的方法主要通过改性剂与纳米粒子表面之间的化学反应实现的，包括酯化反应法、偶联剂法、表面接枝改性法、配体置换法等；其中，配体置换法是较常用的一种表面修饰方法，主要通过加入过量的外加水溶性分子取代表面原有的油溶性分子，达到相转移的目的。目前，已有报道在Au、FePt、γ-Fe₂O₃、Fe₃O₄纳米粒子表面通过配体置换实现了相转移；其所用改性剂也多种多样，如已通过水溶性的有机小分子、有机大分子、聚合物分子置换了Fe₃O₄纳米粒子表面的油溶性的油酸分子，得到不同的水溶性体系，可应用于光学探针、磁分离、固定化酶等领域。

最近，Sun等报道了一种新方法，对油酸修饰的Fe₃O₄磁性纳米粒子进行表面改性。他们采用双功能基的聚乙二醇（带2个羧基的聚乙二醇即PEG-diacid）与生物小分子多巴胺进行缩合反应，生成一头带有羧基，另一头为多巴胺的配体分子，通过单分子层交换反应，对油酸修饰的体系进行了配体置换，得到Fe₃O₄-DPA-PEG-COOH的水溶体系（“Controlled PEGylation of Monodisperse Fe₃O₄Nanoparticles for Reduced Non-Specific Uptake by Macrophage Cells”，Jin Xie et al.，Advanced Materials，19期，3163-3166页，2007年）。在这种体系中，由于DPA（多巴胺）与带两个羧基的聚乙二醇缩合形成的配体具有非常良好的生物相容性，在生物方面有很大的应用前景，但是，该方法较为繁琐，所得粒子表面结构非常复杂，这对后续的生物应用增加了难度，故为得到更理想的适合生物学应用的水溶性磁性Fe₃O₄纳米粒子，还有必要对目前已有的方法作进一步改进。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种制备水溶性磁性纳米粒子的方法。

本发明的另一个目的在于，提供上述方法所制备的水溶性磁性纳米粒子及其用途。

本发明的目的是采用以下技术方案来实现的。一方面，本发明提供了一种制备水溶性磁性纳米粒子的方法，其选用聚乙二醇二酸作为配体，通过配体置换方法将磁性纳米粒子从油相转移到水相。

优选地，所述的磁性纳米粒子选自Fe₃O₄，γ-Fe₂O₃或FeO，优选为Fe₃O₄。