[发明专利]一种羧基化铁酸钴磁性纳米粒子的制备方法

说明书

本发明属于无机材料技术领域，具体涉及一种羧基化铁酸钴磁性纳米粒子的制备方法。该磁性纳米粒子由羧基化碳材料包覆铁酸钴粒子构成，包碳铁酸钴平均粒径为20‑40nm，饱和磁化强度15‑42emu/g,覆盖层富含羧基基团。该磁性纳米粒子制备方法的主要内容是：通过电解反应作为反应器，起到促进反应作用，大大缩短陈化时间，获得的草酸铁钴为前驱体，通过程序升温焙烧制得磁性粒子，以葡萄糖为碳源，水热碳化后包覆于磁性粒子表面，后经碱溶液加热回流后即得羧基化铁酸钴磁性纳米粒子，表面富含羧基基团。本发明方法制得的羧基化铁酸钴磁性纳米粒子，粒径分布均匀、亲水性强、分散效果好、负载能力强，该磁性纳米粒子具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于无机材料技术领域，具体涉及一种羧基化铁酸钴磁性纳米粒子的制备方法。

背景技术

磁性纳米粒子具有良好的生物相容性和特殊的磁性，在核磁共振成像、靶向药物、酶的固定、免疫测定、组织修复及细胞分离等生物医学、水环境净化、工业催化等领域表现出潜在的应用前景。然而，磁性纳米粒子由于较高的比表面，具有强烈的聚集倾向，在未经表面处理之前水溶性差、易团聚，在生物医学领域以及水处理领域无法达应用的要求。因此必须在磁性纳米粒子表面进行特殊修饰，改善其水溶性并提高分散稳定性和生物相容性；此外修饰的磁性纳米可根据需要引入靶向剂、药物分子、抗体、荧光素等多种生物分子，以实现磁性纳米粒子的功能化，进一步拓展其应用范围。

磁性纳米粒子的表面修饰是目前功能化纳米材料领域的研究热点。表面功能化的磁性纳米粒子由于粒径小、比表面积大，容易与目标物质结合，且由于其具有特有的磁响应性，能通过外加磁场定向分离，不需要离心操作，有利于分离过程的简化和自动化，因此，在细胞分离、靶向药物传输、肿瘤磁热疗及吸附材料固液磁性分离等方面都有着广泛的应用前景。用于磁性纳米粒子表面修饰的材料有很多种，包括聚合物、非聚合物有机分子或无机分子，常用的修饰基团为-COO-、-SH-、-NH₂-、-PO₂-、烷基等,不同的表面修饰剂可赋予其不同的特殊性能。带羧基基团的磁性纳米粒子能与生物活性物质反应可用于结合病毒中所含的-NH₂,尤其是可以做抗肿瘤药物的载体,借助外部磁场,能对病变部位进行靶向给药。在环境保护等领域，带羧基基团的磁性纳米粒子可通过静电相互作用，吸附水体中的阳离子型染料或金属阳离子，达到水体净化目的。

近年来，关于磁性纳米粒子羧基功能化的。研究已有大量报道，如以下文献：(Journal of Colloid and Interface Science，Removal of Cu2+from aqueoussolution by chitosan-coated magnetic nanoparticles modified withα-ketoglutaric acid，2009，330(1)：29-37；)、(羧基化核壳磁性纳米Fe3O4吸附剂的制备及对Cu2+吸附性能，高等学校化学学报，2012，33(1)：107-113；)、(Effects of DMSA-coatedFe3O4magnetic nanoparticles on global gene expression of mouse macrophageRAW264.7cells,2011，205(2)：130-139)。总体而言，磁性纳米粒子的羧基化主要包括共沉淀法、共混包埋法和单体聚合法。所报道或公开的方法，存在或水体分散效果差或步骤繁琐、功能化成本高、耗时长等不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种羧基化铁酸钴磁性纳米粒子的制备方法。该羧基化铁酸钴磁性纳米粒子粒径分布均匀、亲水性强、分散效果好、负载能力强。磁性纳米粒子表面的羧基基团可通过静电作用吸附阳离子型染料、金属阳离子及弱碱性药物，在pH调控作用下自主“收”、“放”，具有良好应用前景，同时缩短陈化时间，并优化了陈化的条件，为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种羧基化铁酸钴磁性纳米粒子的制备方法，该制备方法具体步骤如下：