[发明专利]一种荧光磁性纳米复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域，尤其涉及一种荧光磁性纳米复合材料及其制备方法。

背景技术

自20世纪80年代以来，纳米材料作为一种新材料，逐渐成为世界各国研发的重点，在信息存储、催化、光吸收、医药、发光等领域都得到了广泛的应用。量子点是近年来发展起来的一种新型荧光纳米粒子，与传统的有机荧光染料相比，量子点的激发光谱范围宽且连续分布；通过改变量子点粒径大小和组成材料可发射不同颜色的荧光，从而使生物分子的多组分检测变得容易；量子点的荧光光谱窄而对称，从而降低相邻探测通道间的干扰；量子点光稳定性好，荧光寿命长，几乎没有光褪色现象，大大提高了检测灵敏度；量子点生物相容性好，经表面修饰后可进行特异性连接，用于生物活体标记和检测。量子点这些独特的荧光特性，使其在分子、细胞生物学、基因组学、药物筛选、生物大分子相互作用等研究中具有极大的应用前景。

Nie和Alivisatos等人开创了基于量子点的免疫荧光标记技术研究工作的先河，首次将量子点用于细胞成像研究；Gao等报导了量子点在超灵敏生物标记和多色光谱编码方面的应用。量子点虽具有优异的荧光标记性能，但在涉及量子点的大多数研究中，标记和分离步骤都是必不可少的。而磁性纳米粒子以其良好的可操纵性和分离能力在生物医学领域受到广泛重视。Wilson和Partington在磁性纳米微球分离细胞技术和双参数免疫磁分离技术等方面的应用研究已经比较成熟。Bose和Taylor等在磁性纳米粒子表面偶联各种特异性亲和配体，通过亲和吸附、解吸和磁场分离等操作，进一步从复杂的生物体系中分离出纯的目标生物大分子。但如何将量子点与磁性纳米粒子更好地结合，现有涉及这方面的研究报道还相对较少。

此外，近年来，量子点的生物安全性也逐渐引起了人们的注意。目前研究较多的CdSe、CdTe等量子点，由于使用有毒的重金属元素，潜在的生物毒性限制了这些半导体量子点的应用发展。

因此，如何改进现有的荧光磁性纳米复合材料，使其更加的安全、环保和经济，以拓宽荧光磁性纳米复合材料在生物医学中的应用范围，这一直是本领域技术人员长期面临的技术难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种可同时实现磁性分离、靶向识别、荧光成像及磁共振成像的荧光磁性纳米复合材料，还相应提供一种方法简便、成本低廉、绿色环保、效率高的荧光磁性纳米复合材料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为一种荧光磁性纳米复合材料，所述荧光磁性纳米复合材料主要是由带正电荷的磁性Fe₃O₄-壳聚糖纳米粒子与带负电荷的功能修饰ZnSe-ZnS核壳量子点经层层静电自组装法制备而成，所述功能修饰ZnSe-ZnS核壳量子点是指经巯基羧酸类化合物修饰后的ZnSe-ZnS核壳量子点，且所述ZnSe-ZnS核壳量子点是以ZnSe为内核、以ZnS为外壳包覆制备得到。

作为一个总的技术构思，本发明还提供一种上述的荧光磁性纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：

制备磁性Fe₃O₄-壳聚糖纳米粒子，并配制成1～3mg/mL的Fe₃O₄-壳聚糖纳米粒子溶液；

制备功能修饰ZnSe-ZnS核壳量子点，并配制成1～3mg/mL的水溶性核壳量子点溶液；

取上述配制的水溶性核壳量子点溶液并滴加到基本等体积的上述Fe₃O₄-壳聚糖纳米粒子溶液中进行自组装，然后依次经过搅拌(搅拌速度优选为600r/min)、过夜、沉淀、过滤、洗涤、干燥，即得到具有荧光性和强磁性的荧光磁性纳米复合材料。由实验检测可知，本发明制备得到的荧光磁性纳米复合材料的荧光效率在12％以上且有强磁性。

上述荧光磁性纳米复合材料的制备方法中，优选的，所述Fe₃O₄-壳聚糖纳米粒子溶液主要是由所述磁性Fe₃O₄-壳聚糖纳米粒子溶于pH为2～6(更优选为pH为3～5，最优选pH为4～5)的乙酸-乙酸钠溶液中配制得到；所述水溶性核壳量子点溶液主要是由所述功能修饰ZnSe-ZnS核壳量子点溶于pH为2～6(更优选为pH为3～5，最优选pH为4～5)的乙酸-乙酸钠溶液中配制得到。所述乙酸-乙酸钠溶液可以是用164g乙酸钠溶于水后再加84ml冰乙酸，并最终稀释到1L后获得。