[发明专利]一种巯基修饰四氧化三铁/二氧化硅磁性纳米颗粒的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于医学材料领域，尤其涉及一种巯基修饰四氧化三铁/二氧化硅磁性纳米颗粒的制备方法。

背景技术

磁性纳米颗粒由于其特殊的磁性能在生物医用领域有着广阔的应用前景，可概括为体外应用和体内应用两类。在体外应用方面，主要可用于标记和分离细胞、蛋白质、DNA、细菌和病毒等；而在体内应用方面，可用于磁共振对比成像的显影剂、药物载体及过热治疗肿瘤等。以铁的氧化物为代表的磁性纳米颗粒必将在不远的将来为人类的健康做出巨大的贡献。为了使磁性纳米颗粒能够尽快的更好的服务于人类的健康，对纳米颗粒的制备、修饰、功能化的基础研究是必需的也是目前研究热点之一。

磁性纳米材料的制备方法可分为物理法、生物法和化学法。其中物理法主要为机械球磨法，所制得的粒子尺寸分布较宽，所需时间长，能耗大，易引入杂质，不适于制备生物医用的磁性纳米材料。生物法制备的磁性纳米粒子生物相容性好，但大规模培养困难，粒子提取过程也较为繁琐，所得粒子的粒径可控范围受限制。因此目前纳米磁性材料的制备主要依赖于化学制备方法，其中共沉淀法操作简单，产量大，但很难获得粒度分布均一的颗粒，如中国发明专利(申请公布号：CN 103990423 A)。微乳液法制备过程中需要加入大量的油性溶剂及表面活性剂，不易清洗。高温热分解法获得颗粒均一性好、粒径大小易于控制，但需要精确控制温度、大量使用表面活性剂，颗粒表面易吸附大量有机试剂难以清洗等主要缺点，如中国发明专利(申请公布号：CN 102085381 A)。

纳米颗粒由于体积小，因此具有很高的比表面积，表面活性高，易于在细胞及组织中累积，与生物成分作用产生毒性。纳米磁性颗粒的生物毒性与其化学组分、颗粒大小、形状、表面修饰物质、结构、聚集等因素相关。通过颗粒的表面修饰能够降低纳米颗粒的表面能，减少团聚，调节磁性纳米颗粒的生物相容性和反应特性。

SiO₂具有良好的生物相容性及抗分解、抗氧化能力。Fe₃O₄纳米颗粒表面包覆SiO₂层后，能很好地抑制颗粒之间的相互吸引力，提高Fe₃O₄纳米颗粒的水溶性、稳定性及生物相容性，且SiO₂表面存在着丰富的羧基团，使SiO₂/Fe₃O₄磁性复合颗粒更容易改性或接上功能高分子材料，有利于其在生物医学等领域的应用。在对二氧化硅包覆的四氧化三铁核壳结构表面进行巯基修饰的方法操作上，中国发明专利(申请公布号：CN 103599751 A)采用的是硅烷偶联剂对载体的表面进行功能化修饰，中国发明专利(申请公布号：CN 104174039 A)采用的是共价作用引入近红外功能团和聚乙二醇巯基功能团。两者的在改性过程中反应温度均在60℃以上，前者在反应过程中还需不断通入氮气，而溶剂甲醇在加热后极易挥发对人体具有毒害作用；后者在巯基修饰过程还需对纳米颗粒表面进行氨基改性，流程步骤过于繁琐。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种巯基修饰四氧化三铁/二氧化硅磁性纳米颗粒的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种巯基修饰四氧化三铁/二氧化硅磁性纳米颗粒的制备方法，包括以下步骤：

(1)以三价铁盐为原料通过溶剂热法制备磁性四氧化三铁颗粒；

(2)以正硅酸乙酯为硅源，通过溶胶凝胶法将生成的二氧化硅包覆在所述磁性四氧化三铁颗粒的表面，形成四氧化三铁/二氧化硅磁性纳米颗粒；

(3)将所述四氧化三铁/二氧化硅磁性纳米颗粒置于甲苯溶液中，分散均匀得到溶液A；将二巯基丁二酸加入到二甲基亚砜溶液中，分散均匀得到溶液B；再将所述溶液A和所述溶液B混合搅拌反应一段时间后固液分离，将得到的固体物清洗、干燥，即得到所述巯基修饰四氧化三铁/二氧化硅磁性纳米颗粒。

上述的制备方法，优选的，所述步骤(3)中，四氧化三铁/二氧化硅磁性纳米颗粒与二巯基丁二酸的质量比为1:1～1:5。

上述的制备方法，优选的，所述步骤(3)中，四氧化三铁/二氧化硅磁性纳米颗粒与甲苯溶液的固液比为5:1～10:1，固液比单位对应关系为g/L；甲苯溶液与二甲基亚砜溶液的体积比为1:2～2:1。

上述的制备方法，优选的，所述步骤(3)中，反应的时间为12～24h。