[发明专利]含金属原子簇的磁性氧化铁纳米颗粒及其制备和应用

权利要求书

1.含金属原子簇的磁性氧化铁纳米颗粒，其特征在于，所述金属原子簇嵌合在氧化铁晶体基质中，且所述金属原子簇在含金属原子簇的磁性氧化铁纳米颗粒中的含量占比为0.1-15%，所述金属原子簇嵌合在氧化铁晶体基质中是指金属原子簇是镶嵌在氧化铁的晶格中；

所述金属原子簇是由金属原子M形成的M_x原子簇，x的范围为3-100，所述M为稀土金属、Fe、Co、Ni中的一种或两种；

所述金属原子簇的粒径大小为0.2-5 nm，所述氧化铁晶体基质的粒径范围为2-100nm。

2.根据权利要求1所述的含金属原子簇的磁性氧化铁纳米颗粒，其特征在于，所述稀土金属为Nd、Sm、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Ce中的一种或两种。

3.权利要求1或2所述的含金属原子簇的磁性氧化铁纳米颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将氧化铁的金属前驱体、有机酸、有机胺按照比例溶于有机溶剂中形成均匀的反应体系；

S2、将S1中所述反应体系在惰性气体氛围内加热到150-350℃后，加入金属原子簇前驱体，升温回流反应至金属原子簇前驱体全部分解，即得到含金属原子簇的磁性纳米颗粒。

4.根据权利要求3所述的含金属原子簇的磁性氧化铁纳米颗粒的制备方法，其特征在于，所述金属前驱体为含铁有机配合物，所述金属原子簇前驱体为金属有机配合物；

其中，所述含铁有机配合物为：芥酸铁、乙酰丙酮铁Fe(acac)₃、油酸铁Fe(OA)₃、五羰基合铁Fe(CO)₅或亚硝基羟基苯胺合铁FeCup₃；

其中，所述金属有机配合物为：乙酰丙酮铁Fe(acac)₃、油酸铁Fe(OA)₃、五羰基合铁Fe(CO)₅、亚硝基羟基苯胺合铁FeCup₃、Co₂(CO)₈、Co(acac)₂、Ni(OOCCH₃)₂、Ni(acac)₂、油酸稀土配合物、乙酰丙酮稀土配合物中的一种或两种。

5.根据权利要求3所述的含金属原子簇的磁性氧化铁纳米颗粒的制备方法，其特征在于，所述有机酸与有机胺的摩尔比为1:0.5-10；所述有机酸与有机溶剂的体积比为1:1-100；所述有机胺与有机溶剂的体积比为1:1-100；所述金属前驱体的浓度为0.01-1 mol/L。

6.根据权利要求5所述的含金属原子簇的磁性氧化铁纳米颗粒的制备方法，其特征在于，所述有机酸为碳链长度介于6-25之间的有机酸，所述有机胺为碳链长度介于6-25之间的有机胺，所述有机溶剂为还原性溶剂。

7.根据权利要求3所述的含金属原子簇的磁性氧化铁纳米颗粒的制备方法，其特征在于，S2中反应温度为200-360 ℃，反应时间为0.5-8h。

8.含金属原子簇的磁性氧化铁纳米颗粒的应用，其特征在于，将权利要求1或2所述的含金属原子簇的磁性氧化铁纳米颗粒用于共振成像、细胞长期跟踪以及磁纳米颗粒成像领域。