[发明专利]双亲性羟基磁珠及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种双亲性羟基磁珠及其制备方法和应用，该制备方法包括以下步骤：将Fe₃O₄裸磁珠0.5g～5g、亲水性硅烷修饰剂1mL～20mL、疏水性硅烷修饰剂0mL～10mL、催化剂5mL～20mL和溶剂200mL～2500mL混合，在25～80℃下反应；反应结束后收集黑色沉淀物质，洗涤干燥即得双亲性羟基磁珠。通过对疏水性硅烷修饰剂的种类和添加量的调节即可实现对磁珠表面特性的控制，且上述双亲性羟基磁珠具有优良的亲水性和表面反应活性，生物相容性好，能够分离核酸，或者与蛋白、抗体等生物活性物质偶联，从而实现生物活性物质的鉴定，具有较高的应用价值。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，特别涉及双亲性羟基磁珠及其制备方法和应用。

背景技术

磁珠是一种新型的功能材料，具备磁导向性、高比表面积、生物兼容性等一系列独特且优越的理化性质，可以有效缩短实验时间，是一种新型的高效率的试剂。磁珠内部包含一个磁核，常用的磁核是Fe₃O₄和γ-Fe₂O₃，在磁场的存在下能迅速聚集，离开磁场能够均匀分散。李亚栋等人等采用溶剂热法制备Fe₃O₄磁性内核，采用三氯化铁、乙二醇、醋酸钠和聚乙二醇为原料，在200℃高温高压反应8h以上得到200～800nm磁性内核。但该方法制得的磁珠之间存在的范德华力和磁性引力会导致磁珠大量团聚，同时磁珠还存在稳定性差和容易氧化等缺点。虽然通过二氧化硅对磁珠进行修饰或包裹，以避免磁珠的氧化并保持磁性能、提高磁珠的稳定性和增加其亲水性，并通过表面活性剂(如油酸)对水溶性磁珠进行疏水化修饰，或通过单体聚合(如苯乙烯)获得聚合物复合微球提高磁珠的疏水性，能在一定程度上改善上述问题。但是，用油酸和苯乙烯对磁珠进行疏水化修饰，难以精准控制疏水性强弱和疏水性密度，进而难以控制磁珠的表面特性。

发明内容

基于此，有必要提供一种表面特性可控的双亲性羟基磁珠及其制备方法和应用。

一种双亲性羟基磁珠的制备方法，包括以下步骤：将Fe₃O₄裸磁珠0.5g～5g、亲水性硅烷修饰剂1mL～20mL、疏水性硅烷修饰剂0mL～10mL、催化剂5mL～20mL和溶剂400mL～2500mL混合，在25～80℃下反应；反应结束后收集黑色沉淀物质，洗涤干燥即得所述双亲性羟基磁珠；

所述亲水性硅烷修饰剂为具有的结构的硅烷，其中R₁、R₂、R₃和R₄中至少有一个为烷氧基；

所述疏水性硅烷修饰剂为具有结构的硅烷，其中，所述R₅、R₆、R₇和R₈中至少有一个为烷氧基，至少还有一个为C1-C18烷基、乙烯基、苯基或环氧基。

且所述亲水性硅烷修饰剂的亲水性大于所述疏水性硅烷修饰剂的亲水性。

上述双亲性羟基磁珠的制备方法以Fe₃O₄裸磁珠、亲水性硅烷修饰剂、疏水性硅烷修饰剂、催化剂和溶剂为原料，通过采用硅烷修饰剂对Fe₃O₄磁珠进行修饰，从而使得所获得的可控双亲性硅羟基磁珠表面含有大量硅羟基基团，具有优良的亲水性和表面反应活性，也可以进行功能性接枝，生物相容性好，能够分离核酸，或者与蛋白、抗体等生物活性物质偶联，从而实现生物活性物质的鉴定，具有较高的应用价值。