[发明专利]一种磁性荧光双功能纳米材料

说明书

本发明属于纳米材料制备领域，具体涉及一种磁性荧光双功能纳米离子探针及其制备方法，该复合微粒同时具备了量子点的荧光性能和磁性纳米颗粒的磁性能，可用作生物体内靶向定位和生物荧光成像方面。本发明提供了一种磁性荧光双功能纳米材料的制备方法，以壳聚糖修饰的磁性纳米粒子为核，通过离子交联法连接水溶性量子点得到，所述荧光量子点分布在磁性纳米颗粒的表面，其中磁性纳米颗粒的粒径大小在10‑200 nm，量子点的粒径在1.5‑10 nm。本发明反应条件温和，操作方法简单，制备的复合纳米颗粒具有良好的发光性能和磁性能，在生物标记、荧光免疫分析、生物分离、蛋白DNA富集与分离、载药体系的制备及目标成像等领域广泛的应用前景。

此案为分案申请，原申请名称为：一种磁性荧光双功能纳米离子探针及其制备方法，原专利申请号为：2015100487318，申请日为：2015年1月30日，要求优先权文件的申请号为：201410311445，优先权日为：2014年07月02日

技术领域

本发明属于纳米材料制备领域，具体涉及一种磁性荧光双功能纳米离子探针及其制备方法，该复合微粒同时具备了量子点的荧光性能和磁性纳米颗粒的磁性能，可用作生物体内靶向定位和生物荧光成像方面。

背景技术

随着纳米技术研究的进一步深入，人们对纳米材料的要求已经从单分散性、形貌的控制转变为构建多组分的复合纳米颗粒。通过表面外延生长等方法将多种不同材料组合在一起，成为了纳米科学技术研究的新热点。相较于单一组分的纳米颗粒，多功能纳米材料同时具备多种优良的性能，更好的解决了实际存在的功能单一使一些纳米材料的使用受限制的问题，多功能纳米材料以其优异的性能快速发展，越来越广泛的应用到不同的领域。其中，荧光材料及磁性材料因其在生化和医学领域广泛应用，受到广泛关注。

量子点是尺寸在1-100nm的微晶，通常由元素周期表中II-VI或III-V族原子组成，通过调节粒径大小，可以获得不同荧光发射波长的量子点。与传统的有机荧光染料相比，量子点具有可调的荧光发射波长，窄且对称的荧光发射光谱，宽且连续的紫外吸收光谱，以及较好的光化学稳定性。目前，荧光量子点已广泛应用在生物荧光探针、生物医学成像和免疫检测分析等领域。理想的磁性荧光微球要求具有较高的比饱和磁化强度、能产生较强的荧光且荧光稳定性良好、微球尺寸可控、粒径分布窄、化学稳定性好、表面含有丰富的功能基团，且制备工艺简单、重复性良好、价格便宜等特点，它不仅可以作为核磁共振造影剂用于疾病诊断，还可以作为药物载体用于疾病治疗以及各种蛋白、细胞等的分离。如果将磁性和荧光特性溶于一体制备出磁性和荧光双重功能的复合纳米粒子，将在生物标记、荧光免疫分析、生物分离、蛋白DNA富集与分离、载药体系的制备及目标成像等领域具有很大的应用潜力。

磁性荧光纳米粒子的制备方法主要包括二氧化硅包覆、聚合物包覆、种晶生长以及偶联法。然而，在其制备过程中普遍存在量子点的荧光淬灭现象。据文献报道，造成量子点荧光淬灭的原因主要有两个方面，一方面是量子点本身的光化学稳定性，由于应用环境的复杂性，量子点稳定性易受周围环境影响；另一方面是磁性纳米粒子的影响，包括磁的强的吸收作用以及磁性颗粒与量子点之间的荧光共振能量转移作用。

经对现有的技术检索发现，王飞俊等（公开号：CN103525405A，名称：基于天然高分子的磁性荧光双功能纳米材料及其制备方法）以磁性粒子Fe₃O₄为核，壳聚糖和聚阴离子型纤维素为壳层材料，以壳聚糖包覆的异硫氰酸荧光素为荧光材料，通过层层自组装方法得到。此方法选用的荧光物质为有机荧光分子，这类荧光材料与大多数有机荧光染料一样，量子产率较低，对检测系统要求严格；较窄的激发波长范围对选择激发光源要求苛刻；发射波长范围较宽且在长波长区域拖尾，且在不同的检测通道之间带来光谱的相互干扰等问题，给检测带来很大困难。陈克正（公开号：CN102020258A，名称：一种磁性荧光羟基磷灰石纳米复合结构的制备方法）通过控制钙/铕的摩尔比，将硝酸钙和硝酸铕的混合溶液、磷酸氢二铵溶液同时滴入磁性纳米粒子溶液，剧烈搅拌下得到棕黄色沉淀，制得磁性荧光羟基磷灰石纳米复合结构。此方法需要加入价格昂贵的稀土元素，同时由于掺杂量的限制，得到的荧光发射波长范围有限。