超顺磁性无机纳米微球及其制备方法
专利汇可以提供超顺磁性无机纳米微球及其制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 属于先进 纳米材料 与 纳米技术 领域，具体涉及一种具有超顺 磁性 无机纳米微球及其制备方法。一种超 顺磁性 无机纳米微球，粒径为80～410nm且具有亲 水 表面，其中，所述的磁性无机纳米微球由粒径为6～10nm的 纳米粒子 堆积而成，该纳米粒子为Fe 3 O 4 、γ-Fe 2 O 3 、MnFe 2 O 4 、NiFe 2 O 4 、CuFe 2 O 4 中的一种或多种，且磁性纳米微球的表面为有机亲水性小分子包覆，该亲水性小分子为 草酸 、 柠檬酸 、 酒石酸 、苹果酸中的一种或多种。本发明具有较大的粒径和极强的外 磁场 响应性，同时保持有 超顺磁性 的特性，且由于它具有亲水性的表面，可以在水溶液中得到良好的分散。细胞实验证明，它具有非常低的细胞毒性；特别适合于包括细胞标记、分离和磁共振成影等 生物 医学应用。，下面是超顺磁性无机纳米微球及其制备方法专利的具体信息内容。
1、一种超顺磁性无机纳米微球，其特征在于：所述的磁性无机纳米微球的粒径为80～410nm且具有亲水表面，其中，所述的磁性无机纳米微球由粒径为6～10nm的纳米粒子堆积而成，该纳米粒子为Fe3O4、γ-Fe2O3、MnFe2O4、NiFe2O4、CuFe2O4中的一种或多种，且磁性纳米微球的表面为有机亲水性小分子包覆，该亲水性小分子为草酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸中的一种或多种。
2、 针对权利要求l所述的超顺磁性无机纳米微球的制备方法，其特征 在于：在醇溶剂中加入无机纳米粒子前躯体、稳定剂和碱，溶解均匀 后转移至热水釜中，在200〜22(TC反应6〜24小时，冷却，通过磁铁 将纳米微球分离出，洗涤，制成由6〜10rnii的纳米粒子堆积成的粒径 大小连续可调的超顺磁性无机纳米微球，纳米微球粒径为80〜410nm， 其中，所述的前躯体为FeCl3，或为MnCl2、 NiCl2、 CoCl2中的一种或 多种和FeCl3的组合物，所述的稳定剂为草酸、柠檬酸三钠、酒石酸 钠、苹果酸中的一种或多种；所述的碱为乙酸钠、丙酸钠、丁酸钠中 的一种或几种。
3、 根据权利要求2所述的超顺磁性无机纳米微球的制备方法，其特征 在于：所述的醇溶剂为乙醇、乙二醇、 一縮二乙二醇，二縮三乙二醇， 甘油中的一种或几种。
4、 根据权利要求2所述的超顺磁性无机纳米微球的制备方法，其特征 在于：所述的前躯体中，FeCl3与MnCl2、 NiCl2、 CoCl冲的一种或多 种之和的摩尔比为l: 0.8〜1.2。
5、 根据权利要求2所述的超顺磁性无机纳米微球的制备方法，其特征 在于：所述前躯体与稳定剂的摩尔比为l: 0.08〜0.2。
6、 根据权利要求2所述的超顺磁性无机纳米微球的制备方法，其特征在于：所述前躯体与碱的摩尔比为1 : 1. 5〜7. 5<
超顺磁性无机纳米微球及其制备方法
技术领域
背景技术
载、细胞分离、磁共振成影等领域具有广泛的应用。（Huh， Y,M. ; Jun， Y. ; Song， H. —T. ; Kim， S. J. ; Choi， J. —S. ; Lee, J. —H. ; Yoon， S.; Kim， K. -S. ; Shin， J. -S. ; Suh， J. _S, ; Cheon， J.,血C力棚.5oc. 2005， 7i7， 12387. Son, S. J. ; Reichel, J. ; He， B. ; Schuchman, M. ; Lee， S. B. J瓜O?e瓜6bc 2005， 7iY， 7316. Weissleder， R. ; Moore， A. ; Mahmood， U. ; Bhorade， R. ; Benveniste， H.; Chiocca, E. A. ; Basil ion, J. P. Tfet. 2000，《351.)
但是现有的超顺磁性纳米粒子表面大多是疏水，很难在水中分 散。同时，由于磁性纳米粒子要保持超顺磁性，则其粒径必须小于超 顺磁转化临界值，而如此微小的尺寸使得单个纳米粒子所具有的针对 外磁场的反应力非常低，亦增加了应用的难度。
为了解决这两个问题，Li和其合作者通过使用表面活性剂十六烷 基溴化铵（CTAB)油水溶液中形成水包油体系，将疏水的磁性纳米粒子包覆在油相中，通过溶剂挥发使得磁性纳米粒子共组装成为磁性纳
米粒子簇；Kim等人亦通过使用双嵌段共聚物聚苯乙烯-聚丙烯酸 (PS-PAA)通过同样的方法合成具有亲水性的纳米粒子簇；Yin和其 合作者通过高温反应在聚丙烯酸作为稳定剂的情况下直接合成了具 有聚丙烯酸修饰的磁性纳米粒子簇。然而，十六垸基溴化铵、聚苯乙 烯和聚丙烯酸都有很高的生物毒性，因此这些材料依然很难被应用到 生物科技中去。（Bai， F. ; Wang， D. S. : Huo， Z. Y. ; Chen， W. ; Liu， L P. ; Liang, X. ; Chen， C. ; Wang, X. ; Peng， Q. ; Li， Y. D. C/?e瓜i>7t. 2007， 4《6650. Kim， B. —S. ; Qiu,丄; Wang， J. -P. ; Taton， T. A. #細2005， 5， 1987. Ge， J. P. ; Hu， Y. X. ; Biasini， M. ; Beyermann， W. P. ; Yin， Y. D. ; A^e『.C/?e瓜 M H 2007,邻4342.)
发明内容
本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种针对上述超顺磁 性无机纳米微球的制备方法。
本发明解决上述技术问题所采取的技术方案是： 一种超顺磁性无 机纳米微球，粒径为80〜410nm且具有亲水表面，其中，所述的磁性 无机纳米微球由粒径为6〜10nm的纳米粒子堆积而成，该纳米粒子为 Fe304、 Y-Fe203、 MnFe204、 NiFeA、 CuFe204中的一种或多种，且磁性 纳米微球的表面为有机亲水性小分子包覆，该亲水性小分子为草酸、 柠檬酸、酒石酸、苹果酸中的一种或多种。针对上述超顺磁性无机纳米微球的制备方法，直接利用溶剂热方 法在由醇溶剂的还原下直接合成，在醇溶剂中加入无机纳米粒子前躯
体、稳定剂和碱，溶解均匀后转移至热水釜中，在200〜22(TC反应6〜 24小时，冷却，通过磁铁将纳米微球分离出，洗漆，制成由6〜10nm 的纳米粒子堆积成的粒径大小连续可调的超顺磁性无机纳米微球，纳 米微球粒径为80〜410nm，其中，所述的前躯体为FeCl3，或MnCl2 、 NiCl2、 CoCl2中的一种或多种和FeCl3的组合，所述的稳定剂为草酸、 柠檬酸三钠、酒石酸钠、苹果酸中的一种或多种；所述的碱为乙酸钠、 丙酸钠、丁酸钠中的一种或几种。
具体的，反应温度可以为200， 205， 210， 215或22(TC，反应时 间可以为6， 8， 10， 12， 14， 16， 18， 20， 22或24小时。
在上述方案的基础上，所述的非水溶剂为乙醇、乙二醇、 一縮二 乙二醇，二縮三乙二醇，甘油中的一种或几种。
在上述方案的基础上，所述的前躯体中，FeCl3与MnCl2、 NiCl2、 CoCl2中的一种或多种之和的摩尔比为l: 0.8〜1.2。
具体的，FeCl3与MnCl2、 NiCl2、 CoCh中的一种或多种之和的摩 尔比可以为l: 0.8， 0.85， 0.9， 0.95， 1， 1.05， 1.1， 1. 15或1.2， 优选l: 1。
在上述方案的基础上，所述前躯体与稳定剂的摩尔比为l: 0. 08〜
0.2。
具体的，前躯体与稳定剂的摩尔比可以为l: 0.08， 0.085， 0.09， 0.1， 0.12， 0.13， 0.15， 0.16， 0.18， 0. 19或0.2。
在上述方案的基础上，所述前躯体与碱的摩尔比为1 : 1. 5〜7. 5。 具体的，前躯体与碱的摩尔比可以为1 : 1.5， 1.6， 1.65， 1.7， 1.75， 1.8， 2， 2.1， 2.2， 2.3， 2.35， 2.4， 2.5， 2.6， 2.65， 2.7，2.75， 2.8， 3， 3.1， 3.2， 3.3， 3.35， 3.4， 3.5， 3.6， 3.65， 3.7， 3.75, 3.8， 4， 4.2， 4.5， 4.8， 5， 5.2， 5.5， 5.8， 6, 6.2， 6.5， 6.8， 7， 7.2， 7. 3或7. 5。
本发明的有益效果是：
本发明的超顺磁性无机纳米微球材料，具有较大的粒径和极强的 外磁场响应性，同时保持有超顺磁性的特性，且由于它具有亲水性的 表面，可以在水溶液中得到良好的分散。细胞实验证明，它具有非常 低的细胞毒性；
在本发明制备方法中充分利用了溶剂热方法和磁性材料的特性， 反应一步到位，采用磁铁分离，具有原料易得、方法简单迅速、合成 材料纯度高的特性，尤其适合于大规模生产，特别适合于包括细胞标 记、分离和磁共振成影等生物医学应用。
附图说明
图1至图4为不同粒径的超顺磁性纳米微球的扫描电子显微镜照片。
具体实施方式
将前躯体FeCh(O. 65g， 4画1)和稳定剂柠檬酸三钠(0. 20g， 0.68mmol)超声溶解到20ml乙二醇中，然后加入醋酸钠（L20g， 14.6mmo1)，搅拌均匀后转移到50ml聚四氟乙烯内胆，不锈钢外套的 水热釜中于20(TC下反应8小时，然后冷却到室温，通过磁铁将超顺磁 性无机纳米微球从溶液中分离出来，依次用乙醇和蒸馏水反复洗涤。 图1为超顺磁性纳米微球的扫描电子显微镜照片。实施例2
将前躯体FeCl3(0. 32g， 2,1)、 MnCl2 (0. 25g， 2mmo1)和柠檬 酸三钠（0.20g， 0.68mmol)超声溶解到20ml乙二醇中，然后加入醋酸 钠（1.20g， 14.6訓1)，搅拌均匀后转移到50ml聚四氟乙烯内胆， 不锈钢外套的水热釜中于20(TC下反应8小时，然后冷却到室温，通 过磁铁将超顺磁性无机纳米微球从溶液中分离出来，依次用乙醇和蒸 馏水反复洗涤。图2为超顺磁性纳米微球的扫描电子显微镜照片。 实施例3
将前躯体FeCl3(0. 32 g， 2腸1)、 MnCl2 (0.25， 2画1)和拧檬 酸三钠（O. 20g， 0. 34mmol)超声溶解到10mL乙二醇和10mL —縮二乙 二醇中，然后加入醋酸钠（1.20g， 14.6咖o1)，搅拌均匀后转移到 50ml聚四氟乙烯内胆，不锈钢外套的水热釜中于21(TC下反应8小时， 然后冷却到室温，通过磁铁将超顺磁性无机纳米微球从溶液中分离出 来，依次用乙醇和蒸馏水反复洗涤。图3为超顺磁性纳米微球的扫描 电子显微镜照片。 实施例4
将前躯体FeCl3(0. 65g， 4画1)、柠檬酸三钠(0. 10g， 0. 34聽1) 和酒石酸钠（0. 10g， 0.43咖o1)超声溶解到20ml乙二醇中，然后加 入醋酸钠（1.20g， 14.6mmo1)，搅拌均匀后转移到50 ml聚四氟乙烯 内胆，不锈钢外套的水热釜中于205'C下反应8小时，然后冷却到室温， 通过磁铁将超顺磁性无机纳米微球从溶液中分离出来，依次用乙醇和 蒸馏水反复洗涤。图4为超顺磁性纳米微球的扫描电子显微镜照片。 实施例5
将前躯体FeCl3(0. 65g， 4画1)、柠檬酸三钠（0. 20g， 0. 68隨1) 超声溶解到20ml乙二醇中。然后加入醋酸钠（0.60g， 7. 3画1)的和丙酸钠（0.60g， 6.25mmol)，搅拌均匀后转移到50ml聚四氟乙烯内 胆，不锈钢外套的水热釜中于22(TC下反应6小时，然后冷却到室温， 通过磁铁将超顺磁性无机纳米微球从溶液中分离出来，依次用乙醇和 蒸馏水反复洗涤。 实施例6
将前躯体FeCl3 (0. 325g， 2隱o1)、柠檬酸三钠(0. 10g， 0. 34画l) 超声溶解到20ml乙二醇中。然后加入醋酸钠（1.2g， 14.6mmo1)，搅 拌均匀后转移到50ml聚四氟乙烯内胆，不锈钢外套的水热釜中于200 'C下反应12小时，然后冷却到室温，通过磁铁将超顺磁性无机纳米微 球从溶液中分离出来，依次用乙醇和蒸馏水反复洗涤。
由本发明制得的不同粒径的超顺磁性无机纳米微球如图1至图4 所示。
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