[发明专利]具有不同磁响应强度的荧光-磁性多功能纳米球及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料领域和化学领域，涉及一种荧光-磁性多功能纳米材料及其制备方法。

背景技术

随着生命、医药等学科的快速发展，如何简便、高效、低成本地实现复杂体系中多组分物质的同时或近同时分离和分析已经显得越来越重要。量子点（QDs）由于具有光稳定性好、激发光谱宽、发射光谱窄、斯托克斯位移较大、量子产率高、耐光漂白等一系列独特的荧光特性，是一种理想的荧光标记物。而磁性纳米材料由于其小尺寸、单磁畴结构和超顺磁性等独特的磁学性质，被用于生物体系中目标物的磁性分离、捕获和富集等。基于量子点优异的荧光性能、磁性纳米材料的磁可操控性和分离功能，将两种纳米材料结合起来发展新型荧光-磁性复合纳米材料，为实现复杂体系中多组分物质的同时或近同时分离和分析提供了契机。

目前，已有研究者基于此类荧光-磁性复合纳米材料以单次单组分测定的分析模式对靶物质进行分离与检测，但这样的工作模式存在操作繁琐、耗时、费力、效率低等缺点。已报道的荧光编码的荧光-磁性多功能纳米复合物，虽然可以进行多个组分的同时检测，但不能实现对单一组分的分离。因此，若能制备一种新型的荧光-磁性复合纳米材料，一步实现复杂体系中多组分物质的同时或近同时分离和分析，将会极大地提高工作效率。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种具有不同磁响应强度的荧光-磁性多功能纳米球，具有可控的磁响应性、优异的荧光性质和良好的生物相容性，可用于复杂体系中多组分物质的同时或近同时分离和分析；目的之二在于提供所述具有不同磁响应强度的荧光-磁性多功能纳米球的制备方法，简便易行、成本低，可大量重复制备。

为达到上述目的，经研究，本发明提供如下技术方案：

1.具有不同磁响应强度的荧光-磁性多功能纳米球，是将水溶性量子点和水溶性磁性纳米材料共同包埋入二氧化硅纳米球中，通过控制包埋过程中水溶性磁性纳米材料的包埋量，获得具有不同磁响应强度的荧光-磁性多功能纳米球。

由于水溶性量子点CdSe、CdTe、CdS、CdSe/ZnS、CdTe/CdS，尤其是CdTe的制备方法简单易行，产率高，可较大规模制备，因此，本发明所述水溶性量子点优选CdSe、CdTe、CdS、CdSe/ZnS或CdTe/CdS，更优选CdTe。

由于水溶性磁性纳米材料Fe₃O₄、Fe₂O₃、CoFe₂O₄、MnFe₂O₄、NiFe₂O₄，尤其是Fe₃O₄的制备方法简单易行，可较大规模制备，且所得产物粒径较均一、分散性好，因此，本发明所述水溶性磁性纳米材料优选Fe₃O₄、Fe₂O₃、CoFe₂O₄、MnFe₂O₄或NiFe₂O₄，更优选Fe₃O₄。

2.具有不同磁响应强度的荧光-磁性多功能纳米球的制备方法，包括以下步骤：在以环己烷为油相、Triton X-100为表面活性剂、正己醇为助表面活性剂的混合体系中，加入水溶性量子点的水溶液和水溶性磁性纳米材料的水溶液，搅拌反应使形成均匀、稳定的反相微乳液；再在上述反相微乳液中，加入聚二甲基二烯丙基氯化铵和正硅酸乙酯，在氨水催化下避光搅拌反应，制得荧光-磁性多功能纳米球；在制备过程中通过控制水溶性磁性纳米材料的加入量，获得具有不同磁响应强度的荧光-磁性多功能纳米球。

上述方法中，氨水催化正硅酸乙酯水解、缩合，聚二甲基二烯丙基氯化铵的作用是提供正电荷以减少水溶性量子点或水溶性磁性纳米材料之间的静电排斥，从而增加二者在二氧化硅球内的包埋量，提高反应效率。