殼聚糖包覆的四氧化三鐵磁性納米復(fù)合顆粒及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及納米材料制備領(lǐng)域，特別是涉及一種殼聚糖包覆的Fe3O4磁性納米復(fù)合材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]磁性納米復(fù)合材料，是指通過適當(dāng)?shù)闹苽浞椒ㄊ褂袡C(jī)高分子與無機(jī)磁性顆粒結(jié)合，形成具有一定磁性及特殊結(jié)構(gòu)的復(fù)合微粒。由于納米材料的量子效應(yīng)，小尺寸效應(yīng)，強(qiáng)大的比表面積，量子隧道等效應(yīng)，賦予其許多特殊的性質(zhì)。磁性納米復(fù)合微粒具有磁響應(yīng)性和特異的表面官能團(tuán)，能與其它小分子、大分子或細(xì)胞等結(jié)合，然后在磁場(chǎng)的作用下做出某些響應(yīng)，因此，磁性納米復(fù)合微粒廣泛用于臨床診斷、造影成像、靶向藥物、生物標(biāo)記和分離以及酶的固定化等領(lǐng)域。但是，由于有機(jī)物和無機(jī)物的親和性較差，將磁性顆粒均勻地分散在高分子粒子內(nèi)是一項(xiàng)較難的工作，因此磁性納米復(fù)合微粒的制備一直是研宄的熱點(diǎn)。
[0003]殼聚糖(chitosan)又稱脫乙酰甲殼素，是甲殼素脫N-乙?；漠a(chǎn)物，化學(xué)名稱為聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖。殼聚糖是唯一的堿性天然多糖，具有易成膜、耐腐蝕、易生物降解、良好的生物相容性、抗菌性、無毒無害等優(yōu)點(diǎn)，是性能優(yōu)異的天然高分子之一。自1859年，法國人Rouget首先得到殼聚糖后，這種天然高分子的生物官能性和相容性、血液相容性、安全性、微生物降解性等優(yōu)良性能被各行各業(yè)廣泛關(guān)注，在醫(yī)藥、食品、化妝品、水處理、金屬提取及回收、化工和生物醫(yī)學(xué)工程等諸多領(lǐng)域的應(yīng)用研宄取得了重大進(jìn)展。
[0004]殼聚糖大分子中有活潑的羥基和氨基，它們具有較強(qiáng)的化學(xué)反應(yīng)能力，目前，雖然有人用殼聚糖包覆的Fe3O4制備磁性納米材料，但制備的材料顆粒不均勻、穩(wěn)定性差、生物相容性差，不能滿足生物領(lǐng)域應(yīng)用的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種顆粒尺寸分布均勻、分散性與穩(wěn)定性較好的殼聚糖包覆的四氧化三鐵磁性納米復(fù)合顆粒。
[0006]本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種殼聚糖包覆的四氧化三鐵磁性納米復(fù)合顆粒的制備方法。
[0007]一種殼聚糖包覆的Fe3O4磁性納米復(fù)合顆粒的制備方法，包括如下步驟:
[0008](I)將FeSO4.7H20、FeCl3.6H20、聚乙二醇加入到去離子水中，在50_80°C，轉(zhuǎn)速400-800r/min下攪拌10-20分鐘，得到分散液；所述FeSO4.7H20、FeCl3.6H20、聚乙二醇與去離子水的比為 Imol: 1.5-2.5mol: 0.1-0.4mol: 4-7L ；
[0009](2)向50-80°C的分散液中，在轉(zhuǎn)速400-800r/min的攪拌下加入NH3.H2O,再加入檸檬酸鈉，繼續(xù)在50-80°C條件下攪拌40-80分鐘，得到檸檬酸修飾的Fe3O4磁性膠體，自然冷卻至室溫；所述FeSO4.7H20、檸檬酸鈉和NH3.H2O的比為Imol:0.1-0.3mol: 1.2-2.0L ；
[0010](3)用鹽酸將檸檬酸修飾的Fe3O4磁性膠體中和至中性；
[0011](4)用磁鐵吸步驟(3)獲得的中性磁性膠體溶液，分離出檸檬酸修飾的Fe3O4磁性顆粒，用去離子水和乙醇清洗3-5次；
[0012](5)將步驟(4)獲得的檸檬酸修飾的Fe3O4磁性顆粒，加入到質(zhì)量濃度為1%的殼聚糖溶液中，室溫下攪拌1.5-2.5h，再用磁鐵吸出磁性顆粒，將磁性顆粒加入至體積濃度為5%的戊二醛乙醇溶液中，振蕩交聯(lián)1.5-3h，用去離子水和乙醇清洗3-5次，干燥，即得到殼聚糖包覆的Fe3O4磁性納米復(fù)合顆粒，所述殼聚糖溶液的溶劑為體積濃度為I %的鹽酸水溶液；FeS04.7H20、所述殼聚糖溶液和所述戊二醛乙醇溶液的比為lmol:15-20L:7.5-12L。
[0013]上述方法制備的殼聚糖包覆的Fe3O4磁性納米復(fù)合顆粒。
[0014]本發(fā)明的方法制備的殼聚糖包覆的四氧化三鐵磁性納米復(fù)合顆粒，粒徑分布均勻，粒徑約為12.5nm，穩(wěn)定性好。而且顆粒表面有活潑的羥基和氨基，可以通過共價(jià)鍵來結(jié)合酶、抗體、細(xì)胞等生物活性物質(zhì)，具有良好的生物相容性；本發(fā)明的方法操作簡(jiǎn)便，條件溫和，污染小，合成時(shí)間短，安全性高，工藝難度低，適合大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0015]圖1為實(shí)施例1制備的殼聚糖包覆的Fe3O4磁性納米復(fù)合顆粒的XRD圖。
[0016]圖2為實(shí)施例1制備的殼聚糖包覆的Fe3O4磁性納米復(fù)合顆粒的SEM圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。下面的實(shí)施例是為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠更好地理解本發(fā)明，但并不對(duì)本發(fā)明作任何限制。
[0018]實(shí)施例1
[0019]一種殼聚糖包覆的四氧化三鐵磁性納米復(fù)合顆粒的制備方法，包括如下步驟:
[0020](I)將 Imol FeSO4.7H20、2molFeCl3.6Η20、0.25mol 聚乙二醇-2000 加入到 5.5L去離子水中，在65°C，轉(zhuǎn)速600r/min下攪拌15分鐘，得到分散液；
[0021](2)向65°C的分散液中，在轉(zhuǎn)速600r/min的攪拌下緩慢加入1.6L NH3.H2O,然后加入0.2mol檸檬酸鈉，繼續(xù)在65°C條件下攪拌60分鐘，得到檸檬酸修飾的Fe3O4磁性膠體，自然冷卻至室溫；
[0022](3)用鹽酸將檸檬酸修飾的Fe3O4磁性膠體中和至中性；
[0023](4)用磁鐵吸步驟(3)獲得的中性磁性膠體溶液，分離出檸檬酸修飾的Fe3O4磁性顆粒，用去離子水清洗4次并用乙醇清洗4次；
[0024](5)將步驟(4)獲得的檸檬酸修飾的Fe3O4磁性顆粒，加入到18L質(zhì)量濃度為1%的殼聚糖溶液中，室溫下攪拌2h，再用磁鐵吸出磁性顆粒，將磁性顆粒加入至1L體積濃度為5%的戊二醛乙醇溶液中，振蕩交聯(lián)2.5h，用去離子水清洗4次并用乙醇清洗4次，干燥，即得到殼聚糖包覆的Fe3O4磁性納米復(fù)合顆粒(見圖1和圖2)，所述殼聚糖溶液的溶劑為體積濃度為I %的鹽酸水溶液。
[0025]實(shí)施例2
[0026]—種殼聚糖包覆的四氧化三鐵磁性納米復(fù)合顆粒的制備方法，包括如下步驟:
[0027](I)將 Imol FeSO4.7Η20、1.5molFeCl3.6Η20、0.Imol 聚乙二醇-2000 加入到 4L 去離子水中，在50°C，轉(zhuǎn)速800r/min下攪拌20分鐘，得到分散液；
[0028](2)向50°C的分散液中，在轉(zhuǎn)速800r/min的攪拌下緩慢加入1.2L NH3.H2O,然后加入0.1mol檸檬酸鈉，繼續(xù)在50°C條件下攪拌80分鐘，得到檸檬酸修飾的Fe3O4磁性膠體，自然冷卻至室溫；
[0029](3)用鹽酸將檸檬酸修飾的Fe3O4磁性膠體中和至中性；
[0030](4)用磁鐵吸步驟(3)獲得的中性磁性膠體溶液，分離出檸檬酸修飾的Fe3O4磁性顆粒，用去離子水清洗3次并用乙醇清洗3次；
[0031 ] (5)將步驟(4)獲得的檸檬酸修飾的Fe3O4磁性顆粒，加入到15L質(zhì)量濃度為I %的殼聚糖溶液中，室溫下攪拌1.5h，再用磁鐵吸出磁性顆粒，將磁性顆粒加入至7.5L體積濃度為5%的戊二醛乙醇溶液中，振蕩交聯(lián)3h，用去離子水清洗3次并用乙醇清洗3次，干燥，即得到殼聚糖包覆的Fe3O4磁性納米復(fù)合顆粒，所述殼聚糖溶液的溶劑為體積濃度為I %的鹽酸水溶液。
[0032]實(shí)施例3
[0033]—種殼聚糖包覆的四氧化三鐵磁性納米復(fù)合顆粒的制備方法，包括如下步驟:
[0034](I)將 Imol FeSO4.7Η20、2.5molFeCl3.6Η20、0.4mol 聚乙二醇-2000 加入到 7L 去離子水中，在80°C，轉(zhuǎn)速400r/min下攪拌10分鐘，得到分散液；
[0035](2)向80°C的分散液中，在轉(zhuǎn)速400r/min的攪拌下加入2.0L NH3.H2O,然后加入
0.3mol檸檬酸鈉，繼續(xù)在80°C條件下攪拌40分鐘，得到檸檬酸修飾的Fe3O4磁性膠體，自然冷卻至室溫；
[0036](3)用鹽酸將檸檬酸修飾的Fe3O4磁性膠體中和至中性；
[0037](4)用磁鐵吸步驟(3)獲得的中性磁性膠體溶液，分離出檸檬酸修飾的Fe3O4磁性顆粒，用去離子水清洗5次并用乙醇清洗5次；
[0038](5)將步驟(4)獲得的檸檬酸修飾的Fe3O4磁性顆粒，加入到20L質(zhì)量濃度為I %的殼聚糖溶液中，室溫下攪拌2.5h，再用磁鐵吸出磁性顆粒，將磁性顆粒加入至12L體積濃度為5%的戊二醛乙醇溶液中，振蕩交聯(lián)1.5h，用去離子水清洗5次并用乙醇清洗5次，干燥，即得到殼聚糖包覆的Fe3O4磁性納米復(fù)合顆粒，所述殼聚糖溶液的溶劑為體積濃度為I %的鹽酸水溶液。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種殼聚糖包覆的Fe 304磁性納米復(fù)合顆粒的制備方法，其特征在于包括如下步驟: (1)將FeSO4.7H20、FeCl3.6H20、聚乙二醇加入到去離子水中，在50-80 °C，轉(zhuǎn)速400-800r/min下攪拌10-20分鐘，得到分散液；所述FeSO4.7H20、FeCl3.6H20、聚乙二醇與去離子水的比為 Imol: 1.5-2.5mol: 0.1-0.4mol: 4-7L ； (2)向50-80°C的分散液中，在轉(zhuǎn)速400-800r/min的攪拌下加入NH3.H2O,再加入檸檬酸鈉，繼續(xù)在50-80°C條件下攪拌40-80分鐘，得到檸檬酸修飾的Fe3O4磁性膠體，自然冷卻至室溫；所述 FeSO4.7H20、檸檬酸鈉和 NH3.H2O 的比為 Imol: 0.1-0.3mol: 1.2-2.0L ； (3)用鹽酸將檸檬酸修飾的Fe3O4磁性膠體中和至中性； (4)用磁鐵吸步驟(3)獲得的中性磁性膠體溶液，分離出檸檬酸修飾的Fe3O4磁性顆粒，用去離子水和乙醇清洗3-5次； (5)將步驟(4)獲得的檸檬酸修飾的Fe3O4磁性顆粒，加入到質(zhì)量濃度為I%的殼聚糖溶液中，室溫下攪拌1.5-2.5h，再用磁鐵吸出磁性顆粒，將磁性顆粒加入至體積濃度為5%的戊二醛乙醇溶液中，振蕩交聯(lián)1.5-3h，用去離子水和乙醇清洗3-5次，干燥，即得到殼聚糖包覆的Fe3O4磁性納米復(fù)合顆粒，所述殼聚糖溶液的溶劑為體積濃度為I %的鹽酸水溶液；FeS04.7H20、所述殼聚糖溶液和所述戊二醛乙醇溶液的比為lmol:15-20L:7.5-12L。2.權(quán)利要求1的方法制備的殼聚糖包覆的Fe304磁性納米復(fù)合顆粒。
【專利摘要】本發(fā)明公開了殼聚糖包覆的四氧化三鐵磁性納米復(fù)合顆粒及制備方法，制備方法為：(1)將FeSO4·7H2O、FeCl3·6H2O、聚乙二醇加入到去離子水中，得到分散液；(2)向分散液中，加入NH3·H2O，檸檬酸鈉，得到檸檬酸修飾的Fe3O4磁性膠體；(3)中和；(4)磁鐵分離(5)將檸檬酸修飾的Fe3O4磁性顆粒，加入到殼聚糖溶液中，攪拌，磁鐵吸出磁性顆粒加入戊二醛乙醇溶液中，交聯(lián)，清洗，干燥，得到殼聚糖包覆的Fe3O4磁性納米復(fù)合顆粒，本發(fā)明的顆粒粒徑分布均勻，穩(wěn)定性好，可結(jié)合酶、抗體、細(xì)胞等生物活性物質(zhì)，具有良好的生物相容性；本發(fā)明的方法操作簡(jiǎn)便，條件溫和，污染小，合成時(shí)間短，安全性高。
【IPC分類】C08K3/22, C08L5/08, C08K9/10, C08K9/04
【公開號(hào)】CN104910445
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510320100
【發(fā)明人】陳冠益, 劉靜, 齊云, 顏蓓蓓, 姚金剛
【申請(qǐng)人】天津大學(xué)
【公開日】2015年9月16日
【申請(qǐng)日】2015年6月9日