專利名稱：一種核殼型磁/金納米粒子的制備方法及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種核殼型磁/金納米粒子的制備方法及其應(yīng)用，屬于納米磁性材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
磁性納米粒子具有磁場(chǎng)響應(yīng)性、納米尺寸效應(yīng)、低毒性和生物相容性等特性，被廣泛 應(yīng)用于眾多領(lǐng)域。如生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中，可用于磁靶向藥物載體、磁共振造影技術(shù)、細(xì)胞 或NDA的分離富集等；磁記錄材料領(lǐng)域中，取代傳統(tǒng)的微米級(jí)磁粉，用于高密度磁記錄材 料；催化領(lǐng)域中，以其作催化劑載體，不僅可大大提高催化劑活性，而且便于催化劑的回 收與重復(fù)利用。但納米磁粒子易被氧化而降低磁性，而且表面不易修飾。在其表面包覆一 層金殼，形成核殼結(jié)構(gòu)的磁/金納米粒子，既可克服納米磁粒子的局限性，又能使納米復(fù)合 粒子兼具納米金粒子的特性，如優(yōu)異光學(xué)性能、催化性能、表面易于修飾和良好的生物 相容性等特性。在免疫學(xué)檢測(cè)、靶向載藥、癌細(xì)胞的光熱療法等方面有重要應(yīng)用價(jià)值。還 可用于蛋白質(zhì)、核酸、抗體、抗原等的標(biāo)記，以及蛋白質(zhì)、細(xì)胞、NDA等的分離檢測(cè)。
目前，文獻(xiàn)報(bào)道的核殼磁/金納米粒子的制備方法主要是，先用熱分解法制備納米磁粒 子，再以磁粒子為晶種，高溫下，用還原劑還原有機(jī)金前驅(qū)體，制得核殼磁/金納米粒子。 另外，高溫內(nèi)外氧化還原法也是常用的制備方法，該方法是先用熱分解法制備單質(zhì)金屬磁 性納米粒子，再以其作晶種，在高溫條件下，用有機(jī)金前驅(qū)體氧化晶種粒子，同時(shí)金前驅(qū) 體被還原形成金殼層，制得核殼磁/金納米粒子。這些方法主要有以下缺點(diǎn)(1)反應(yīng)溫度 高，反應(yīng)溫度通常在20(TC左右；(2)反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)；(3)反應(yīng)物毒性高，通常所用反應(yīng)物 是五羰基鐵、乙酰丙酮鐵等有毒化合物。如何在溫和條件下來(lái)制備核殼磁/金納米粒子是該
領(lǐng)域的一個(gè)重要課題。專利CN1736881報(bào)道了用共沉淀法制備檸檬酸鈉包覆的納米Fe304 粒子，再用其作晶種，在沸騰條件下，用檸檬酸鈉還原氯金酸，制得核殼磁/金納米粒子。 該方法克服了熱分解法高溫、高毒性的缺點(diǎn)，但納米Fe304粒子在沸騰條件下易被氧化磁 性降低，而且制得的納米粒子分散性不好。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種在溫和條件下，制備核殼磁/金納米復(fù)合粒子的方法，該方法可以獲得在分散介質(zhì)中良好分散的納米復(fù)合粒子。該納米復(fù)合粒子可于生物及非生物材料 的標(biāo)記、分離、檢測(cè)。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取以下措施， 一種核殼型磁/金納米粒子的制備方法及其應(yīng) 用，該方法包括如下步驟-
(1) 采用共沉淀法制備磁性納米粒子，然后劇烈攪拌下升溫至40-9(TC，滴加少量表 面活性劑，得到穩(wěn)定的磁性納米粒子水分散液；
(2) 使用與水不互溶的有機(jī)溶劑將磁性納米粒子萃取到有機(jī)相中，取少量該磁流體， 加有機(jī)還原劑，15-5(TC下攪拌2-35h;
(3) 將金前驅(qū)體溶于有機(jī)溶劑中，加少量有機(jī)還原劑，滴入(2)中磁流體中，劇烈 攪拌下，15-5(TC下反應(yīng)10-36h，用沉淀劑將納米粒子沉淀，磁分離后，重新分 散在有機(jī)溶劑中；
(4) 將(3)中制得的分散在有機(jī)溶劑中核殼型磁/金納米粒子用相轉(zhuǎn)移劑轉(zhuǎn)入水相， 用于蛋白質(zhì)、NDA、細(xì)胞、抗體的監(jiān)測(cè)與分離。
本發(fā)明中所用的表面活性劑可以是長(zhǎng)鏈(8-24碳鏈)的飽和或不飽和脂肪酸及其鹽類， 優(yōu)選不飽和脂肪酸及其鹽類，如十八酸、十八烯酸(油酸)或其鹽類。且表面活性劑在 反應(yīng)混合物中的體積分?jǐn)?shù)為0.1-20%。
本發(fā)明方法中，萃取過(guò)程中所用有機(jī)溶劑為各種與水不互溶的溶劑，優(yōu)選苯及其衍生 物、烷烴、環(huán)垸烴、鹵代烴及醚類化合物，如苯、甲苯、二甲苯、正己烷、正庚垸、環(huán) 己烷、二氯甲烷、氯仿等。且萃取劑的用量為水性磁流體的體積的1-100倍。
本發(fā)明方法中，反應(yīng)過(guò)程中所用有機(jī)溶劑為極性或非極性有機(jī)溶劑，優(yōu)選苯及其衍生 物、烷烴、環(huán)烷烴、鹵代烴及醚類化合物，如苯、甲苯、二氯甲烷、氯仿等。
本發(fā)明中所用的有機(jī)還原劑為長(zhǎng)鏈(6-24碳鏈)的飽和或不飽和有機(jī)胺類、多元醇類
化合物，優(yōu)選不飽和有機(jī)胺類化合物，如十六胺、十六烯胺、十八胺，十八烯胺(油胺)，
1,2-十六烷二醇等。且有機(jī)還原劑在反應(yīng)混合物中的體積分?jǐn)?shù)為0.1-30%。
本發(fā)明中所用的金前驅(qū)體可以是無(wú)機(jī)含金化合物或有機(jī)含金化合物。如氯金酸、乙
酸金等。當(dāng)選用無(wú)機(jī)含金化合物時(shí)，反應(yīng)有機(jī)溶劑易選用極性或弱極性有機(jī)溶劑，并且滴 加少量有機(jī)還原劑，使無(wú)機(jī)含金化合物完全溶解。
本發(fā)明中所用的沉淀劑是各種與反應(yīng)有機(jī)溶劑互溶的納米粒子的不良溶劑，優(yōu)選醇類
化合物、酮類化合物、烷烴、環(huán)垸烴及鹵代烴，如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、石油醚等。 本發(fā)明中所用的相轉(zhuǎn)移劑為能在納米復(fù)合粒子表面發(fā)生配體交換反應(yīng)，并且能將納米粒子轉(zhuǎn)入水相的化合物，優(yōu)選含巰基或氨基的聚乙二醇類化合物、有機(jī)羧酸類化合物及有 機(jī)季銨鹽類化合物。如 一端為巰基的聚乙二醇，11-巰基十一酸，11-氨基十一酸，溴化 三甲基-(ll-巰基)-十一烷基銨。
本發(fā)明方法所制得的納米復(fù)合粒子可用于標(biāo)記酶、多糖、多肽、核酸、抗原、抗體、 親和素、鏈親和素等生物分子或細(xì)胞以及非生物材料，還可用于磁共振造影劑、靶向藥物 載體、癌細(xì)胞的光熱療法等方面。
本發(fā)明方法所制得的納米復(fù)合粒子可用于配體-受體、抗體-抗原、DNA-DNA、 NDA-寡核苷酸、親和素-生物素等生物分子反應(yīng)體系或配合物-金屬污染物環(huán)境監(jiān)測(cè)，以及細(xì)菌、 病毒等臨床致病微生物或食品污染物等領(lǐng)域的生物分子的富集、分離、純化及檢測(cè)等方面。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)之一是核殼磁/金納米粒子的制備條件簡(jiǎn)單易行，克服了文獻(xiàn)方法反應(yīng)條 件苛刻、反應(yīng)試劑毒性高的缺點(diǎn)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)之二是在室溫條件下，用有機(jī)胺類還原劑還原金前驅(qū)體，制備核殼磁/ 金復(fù)合納米粒子，制備條件溫和，四氧化三鐵納米粒子不易被氧化，磁性不會(huì)降低。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)之三是本方法制得的核殼磁/金復(fù)合納米粒子粒徑小，分散性好，能穩(wěn)定 分散在分散介質(zhì)中。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)之四是本方法制得的核殼磁/金復(fù)合納米粒子可以用相轉(zhuǎn)移劑從溶劑相 轉(zhuǎn)入水相，可用于生物及非生物材料的標(biāo)記、分離、富集和檢測(cè)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，本發(fā)明所涉及的主題范圍并非僅限于這三 個(gè)實(shí)例。 實(shí)施例1
本實(shí)例旨在闡明本發(fā)明核殼磁/金納米復(fù)合粒子制備的可實(shí)施性。
1. 磁性納米粒子制備
稱4. lg FeCl3 5H20和2. 35g FeCl2 6H20于燒瓶中，加100ml水溶解，0. 5小時(shí)后滴 加10ml30y。氨水，升溫至60。C，劇烈攪拌下，緩慢滴加O. lml油酸，滴加完畢后，在該溫 度熟化1小時(shí)，制得水基磁流體。取30ml該磁流體于分液漏斗中，加200ml甲苯，搖勻， 靜置分層。上層黑色液體即為油劑磁流體。
2. 核殼磁/金納米復(fù)合粒子的制備 取上述油基磁流體0.6ml于兩口燒瓶，加十六烯胺0.3ml， 二氯甲垸2ml，室溫劇烈攪
拌3小時(shí)。將0.1g氯金酸，0.1ml十六烯胺溶于2ml二氯甲烷，緩慢滴加到上述燒瓶中，30'C攪拌15小時(shí)，即得核殼磁/金納米粒子。用50ml甲醇沉淀，磁分離后重新分散到20ml
甲苯中。
實(shí)施例2
本實(shí)例旨在闡明本發(fā)明核殼磁/金納米復(fù)合粒子可從溶劑相轉(zhuǎn)移到水相。 取核殼磁/金納米粒子的甲苯分散液5ml于燒瓶中，加ll-巰基i"^一酸0.05g，加水5ml，
攪拌1小時(shí)，納米粒子從甲苯相轉(zhuǎn)移到水相中。
實(shí)施例3
本實(shí)例旨在闡明本發(fā)明核殼磁/金納米復(fù)合粒子表面可通過(guò)常規(guī)方法偶聯(lián)抗體。 取核殼磁/金納米粒子的水分散液0.35ml,加0.5ml0.05M的Tris-HCl (pH=7.6)，作用 10分鐘，磁分離棄上清。用0.35ml0.05M的Tris-HCl (PI^7.6)將抗體原液配制成0.2mg/ml， 然后取0.15ml，加入上述液體中，反應(yīng)1小時(shí)。用磁分離器對(duì)反應(yīng)后的混合物進(jìn)行磁分離， 將分離得到的包被抗體的磁/金納米粒子用0.02M的PBS(pH:8.2)清洗。
權(quán)利要求
1.一種核殼型磁/金納米粒子的制備方法，其特征在于該制備方法包括如下步驟(1)采用共沉淀法制備磁性納米粒子，然后劇烈攪拌下升溫至40-90℃，滴加少量表面活性劑，得到穩(wěn)定的磁性納米粒子水分散液；(2)使用與水不互溶的有機(jī)溶劑將磁性納米粒子萃取到有機(jī)相中，取少量該磁流體，加有機(jī)還原劑，15-50℃下攪拌2-35h；(3)將金前驅(qū)體溶于有機(jī)溶劑中，加少量有機(jī)還原劑，滴入(2)中磁流體中，劇烈攪拌下，15-50℃下反應(yīng)10-36h，用沉淀劑將納米粒子沉淀，磁分離后，重新分散在有機(jī)溶劑中；(4)將(3)中制得的分散在有機(jī)溶劑中核殼型磁/金納米粒子用親水的相轉(zhuǎn)移劑轉(zhuǎn)入水相，用于蛋白質(zhì)、NDA、細(xì)胞、抗體的監(jiān)測(cè)與分離。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種核殼型磁/金納米粒子的制備方法，其特征在于所用 的表面活性劑可以是長(zhǎng)鏈(8-24碳鏈)的飽和或不飽和脂肪酸及其鹽類，優(yōu)選不飽和 脂肪酸及其鹽類，且表面活性劑在反應(yīng)混合物中的體積分?jǐn)?shù)為0.1-20%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種核殼型磁/金納米粒子的制備方法，其特征在于萃取 過(guò)程中所用有機(jī)溶劑為各種與水不互溶的溶劑，優(yōu)選苯及其衍生物、垸烴、環(huán)垸烴、 鹵代烴及醚類化合物，且萃取劑的用量為水性磁流體的體積的1-100倍。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種核殼型磁/金納米粒子的制備方法，其特征在于反應(yīng) 過(guò)程中所用有機(jī)溶劑為極性或非極性有機(jī)溶劑，優(yōu)選苯、苯的衍生物、垸烴、環(huán)烷烴、 鹵代烴或醚類化合物。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種核殼型磁/金納米粒子的制備方法，其特征在于所用的有機(jī)還原劑為長(zhǎng)鏈(6-24碳鏈)的飽和或不飽和有機(jī)胺類、多元醇類化合物，優(yōu)選 不飽和有機(jī)胺類化合物，且有機(jī)還原劑在反應(yīng)混合物中的體積分?jǐn)?shù)為0.1-30%。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種核殼型磁/金納米粒子的制備方法，其特征在于所用 的金前驅(qū)體是無(wú)機(jī)含金化合物或有機(jī)含金化合物。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種核殼型磁/金納米粒子的制備方法，其特征在于所用的沉淀劑是各種與反應(yīng)有機(jī)溶劑互溶的納米粒子的不良溶劑，優(yōu)選醇類化合物、酮類 化合物、烷烴、環(huán)烷烴或鹵代烴。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種核殼型磁/金納米粒子的制備方法，其特征在于所用的相轉(zhuǎn)移劑為能在納米復(fù)合粒子表面發(fā)生配體交換反應(yīng)，并且能將納米粒子轉(zhuǎn)入水相 的化合物，優(yōu)選含巰基或氨基的聚乙二醇類化合物、有機(jī)羧酸類化合物或有機(jī)季銨鹽類化合物。
9. 一種按照權(quán)利要求l所述方法制備的一種核殼型磁/金納米粒子的應(yīng)用，其特征在 于該納米復(fù)合粒子可用于標(biāo)記酶、多糖、多肽、核酸、抗原、抗體、親和素、鏈親 和素生物分子或細(xì)胞以及非生物材料，還可用于磁共振造影劑、耙向藥物載體、癌細(xì) 胞的光熱療法方面。
10. —種按照權(quán)利要求1所述方法制備的一種核殼型磁/金納米粒子的應(yīng)用，其特征在 于該納米復(fù)合粒子可用于配體-受體、抗體-抗原、DNA-DNA、 NDA-寡核苷酸、親 和素-生物素生物分子反應(yīng)體系或配合物-金屬污染物環(huán)境監(jiān)測(cè)，以及細(xì)菌、病毒臨床 致病微生物或食品污染物領(lǐng)域的生物分子的富集、分離、純化及檢測(cè)方面。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種核殼型磁/金納米復(fù)合粒子的制備方法及其應(yīng)用，其特征是用共沉淀法制備納米磁粒子，通過(guò)表面活性劑將納米磁粒子轉(zhuǎn)入有機(jī)溶劑中，再以該磁粒子為晶種，用有機(jī)胺還原金前驅(qū)體，在磁粒子表面形成金殼層。加入鏈轉(zhuǎn)移劑后，納米粒子可從溶劑相轉(zhuǎn)移到水相。該納米粒子可用于生物及非生物分子的標(biāo)記、分離、富集和檢測(cè)，還可用于磁共振造影劑、靶向藥物載體和癌細(xì)胞的光熱療法等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)H01F1/44GK101620910SQ20081004542
公開(kāi)日2010年1月6日 申請(qǐng)日期2008年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月1日
發(fā)明者丁小斌, 彭宇行, 武元鵬, 鄧瑾妮, 鄭朝暉 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院成都有機(jī)化學(xué)有限公司