專利名稱：一種磁性納米鏈的制備及使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于磁性納米鏈的制備方法這一技術(shù)領(lǐng)域，特別屬于水溶性磁性納米鏈的制備方法這一技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，磁性納米顆粒由于具有超順磁性、生物相容性等特點(diǎn)，在生物分離與檢測(cè)，核磁共振成像，以及藥物控制釋放等領(lǐng)域等廣泛的應(yīng)用，但納米顆粒因?yàn)槠洳倏v困難，不容易實(shí)現(xiàn)器件化，從而影響了它的應(yīng)用。而一維納米材料具有易器件化的特點(diǎn)，所以可將磁性納米顆粒組裝成鏈。目前通常利用外磁場(chǎng)誘導(dǎo)的方法將磁性納米顆粒組裝成納米鏈，所述的磁性納米鏈為磁性納米顆粒之間通過(guò)磁極的相互作用連成鏈狀，其制成的磁性納米鏈的穩(wěn)定性很差，當(dāng)外磁場(chǎng)去除后，磁性納米鏈很容易解體。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種穩(wěn)定性好的磁性納米鏈的制備方法。
本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案為在攪拌情況下，將含有磁性金屬離子的水溶液加入親水性聚合物的水溶液中，磁性金屬離子與親水性聚合物的重量比為10-100∶1，調(diào)整溶液的PH值為9-11，加入水合肼溶液，將溶液轉(zhuǎn)入到密閉條件下，在150-180℃保溫不小于10小時(shí)，分離干燥即可。
磁性金屬離子與親水性聚合物的重量比為20-100∶1。
所述的磁性金屬離子為Fe3+、Co2+、Ni2+。
優(yōu)選的為Fe3+。
所述的親水性聚合物為側(cè)鏈含有羧基的聚丙烯酸，聚甲基丙烯酸，丙烯酸或甲基丙烯酸的共聚物。
優(yōu)選的為分子量5000-20000的聚丙烯酸。
磁性納米鏈的使用方法為將磁性納米鏈與生物活性分子反應(yīng)，生成具有生物活性的磁性納米鏈。
所述的活性分子為C2-12直鏈或支鏈的二胺，氨基酸，C2-12直鏈或支鏈的羥胺。
磁性納米鏈的組裝方法稱取干燥的磁性納米鏈，加入溶劑超聲處理不小于5分鐘，或者直徑用制備好的磁性納米鏈懸濁液，用注射器取少量上述懸濁液，滴在位于磁場(chǎng)中的襯底上，襯底可以是硅片、載玻片、導(dǎo)電玻璃等，在室溫下慢慢揮發(fā)干燥即可。通過(guò)調(diào)節(jié)磁場(chǎng)的方向可以在襯底上獲得納米鏈的有序花樣排列。
申請(qǐng)人認(rèn)為在堿性溶液中，親水性聚合物的羧基電離成羧酸根離子，把金屬離子加入到溶液中時(shí)，金屬離子和羧酸根離子通過(guò)靜電作用相結(jié)合，在還原劑作用下，獲得磁性氧化物以及磁性金屬的納米顆粒，由于聚合物的模板作用，磁性納米顆粒連接成鏈，本發(fā)明是在含羧基側(cè)鏈的親水性溶液中原位制備納米顆粒，是磁性納米顆粒和聚合物的復(fù)合材料，由于聚合物本身的分散性和親水性，所制備磁性納米鏈不易團(tuán)聚且在多種處理?xiàng)l件下均保持穩(wěn)定。而且通過(guò)表面的活性基團(tuán)，可以有效地在磁性納米鏈表面進(jìn)一步修飾連接各種生物活性分子，可應(yīng)用于化學(xué)和生物醫(yī)學(xué)分離、藥物輸送、醫(yī)學(xué)成像及治療等多個(gè)領(lǐng)域。更為重要的是，磁性納米鏈在磁場(chǎng)中，可以進(jìn)行組裝，易實(shí)現(xiàn)器件化。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，磁性納米鏈的制備方法簡(jiǎn)單，所制備的磁性納米鏈具有不易團(tuán)聚，穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，在生物醫(yī)學(xué)和化學(xué)領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值。


圖1是實(shí)施例1所制備的磁性納米鏈的掃描電子顯微照片。
圖2是實(shí)施例1所制備的磁性納米鏈的透射電子顯微照片。
圖3是實(shí)施例1.所制備的磁性納米鏈在磁場(chǎng)中的有序排列。
圖4是實(shí)施例1.所制備的磁性納米鏈在磁場(chǎng)中的有序排列。
圖5是實(shí)施例1所制備的磁性納米鏈的磁性曲線。
具體實(shí)施例方式下面是本發(fā)明非限定制備實(shí)施例，通過(guò)這些實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
實(shí)施例1磁性氧化鐵納米鏈的制備。
配制30L，0.02M的FeCl3·6H2O溶液，在劇烈攪拌下，向其中加入重量濃度為30％分子量為5000的聚丙烯酸溶液10L，向混合溶液中滴加NaOH溶液至pH為10，加入重量濃度為80％水合肼溶液5L，繼續(xù)攪拌30分鐘，將溶液轉(zhuǎn)入具有聚四氟乙烯內(nèi)膽的不銹鋼高壓釜中，在150℃時(shí)水熱處理12小時(shí)，冷卻后獲得一黑色的懸濁液，離心分離，105℃真空干燥獲得黑色粉末。
通過(guò)X射線衍射分析，X射線光電子能譜分析獲知產(chǎn)物為Fe3O4。掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡觀測(cè)上述方法制備的產(chǎn)品，得到結(jié)果如圖1和圖2?？梢钥闯觯a(chǎn)物為納米鏈，這種納米結(jié)構(gòu)尺寸均勻，直徑為50nm左右，長(zhǎng)度為十幾個(gè)微米，無(wú)明顯的團(tuán)聚，在水中具有良好的的分散性和穩(wěn)定性。
其磁性曲線圖5顯示實(shí)施例2磁性鈷納米鏈的制備。
配制30L，0.1M的CoCl2·6H2O溶液，在劇烈攪拌下，向其中加入重量濃度為30％的分子量為10000聚甲基丙烯酸溶液10L，向混合溶液中滴加NaOH溶液至pH為9，加入重量濃度為80％水合肼溶液10L，繼續(xù)攪拌30分鐘，將溶液轉(zhuǎn)入具有聚四氟乙烯內(nèi)膽的不銹鋼高壓釜中，在160℃時(shí)水熱處理10小時(shí)，冷卻后獲得一黑色的懸濁液，離心分離，105℃真空干燥獲得黑色粉末。
實(shí)施例3磁性鎳納米鏈的制備。
配制30L，0.2M的NiSO4·7H2O溶液，在劇烈攪拌下，向其中加入重量濃度為30％的丙烯酸與甲基丙烯酸的共聚物溶液(分子量為20000)10L，向混合溶液中滴加NaOH溶液至pH為11，加入重量濃度為80％水合肼溶液15L，繼續(xù)攪拌30分鐘，將溶液轉(zhuǎn)入具有聚四氟乙烯內(nèi)膽的不銹鋼高壓釜中，在180℃時(shí)水熱處理15小時(shí)，冷卻后獲得一黑色的懸濁液，離心分離，105℃真空干燥獲得黑色粉末。
實(shí)施例4用實(shí)施例1所制備的磁性納米材料上用丙氨酸進(jìn)行修飾。
稱取0.5克制備的磁性納米鏈，加入30ml水，超聲10分鐘，加入0.1mol丙氨酸，磁力攪拌12小時(shí)過(guò)夜。分離產(chǎn)物并用水清洗約10次。105℃真空干燥12小時(shí)，獲得生物活性的磁性納米鏈。
實(shí)施例5用實(shí)施例2所制備的磁性納米材料上用乙二胺進(jìn)行修飾。
稱取0.5克制備的磁性納米鏈，加入30ml水，超聲10分鐘，加入0.1mol乙二胺，磁力攪拌12小時(shí)過(guò)夜。分離產(chǎn)物并用水清洗約10次。105℃真空干燥12小時(shí)，獲得生物活性的磁性納米鏈。
實(shí)施例6用實(shí)施例3所制備的磁性納米材料上用直鏈己二胺進(jìn)行修飾。
稱取0.5克制備的磁性納米鏈，加入30ml水，超聲10分鐘，加入0.1mol己二胺，磁力攪拌12小時(shí)過(guò)夜。分離產(chǎn)物并用水清洗約10次。105℃真空干燥12小時(shí)，獲得生物活性的磁性納米鏈。
實(shí)施例7實(shí)施例1的組裝方法準(zhǔn)備好一片10×5×0.5立方毫米的硅片，用丙酮超聲清洗0.5小時(shí)，在用去離子水超聲10分鐘，干燥后置于一磁場(chǎng)中，用注射器取少量實(shí)施例1所制備的磁性納米鏈的懸濁液，滴在硅片上，室溫?fù)]發(fā)干燥，掃描電子顯微鏡觀察，結(jié)果如圖3所示；將磁場(chǎng)方向變?yōu)榕c原來(lái)垂直的方向，在原來(lái)的硅片上繼續(xù)滴加懸濁液，室溫?fù)]發(fā)干燥，掃描電子顯微觀察，結(jié)果如圖4所示?？梢钥闯?，在磁場(chǎng)作用下，磁性納米鏈發(fā)生了有序排列，這種有序結(jié)構(gòu)可以用于高靈敏度的生物醫(yī)學(xué)和化學(xué)檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)納米生物化學(xué)檢測(cè)的器件化。
權(quán)利要求
1.一種磁性納米鏈的制備方法，其特征在于在攪拌情況下，將含有磁性金屬離子的水溶液加入親水性聚合物的水溶液中，磁性金屬離子與親水性聚合物的重量比為10-100∶1，調(diào)整溶液的PH值為9-11，加入水合肼溶液，將溶液轉(zhuǎn)入到密閉條件下，在150-180℃保溫不小于10小時(shí)，分離干燥即可。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁性納米鏈的制備方法，其特征在于磁性金屬離子與親水性聚合物的重量比為20-50∶1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁性納米鏈的制備方法，其特征在于所述的磁性金屬離子為Fe3+、Co2+、Ni2+。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種磁性納米鏈的制備方法，其特征在于所述的磁性金屬離子為Fe3+。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁性納米鏈的制備方法，其特征在于所述的親水性聚合物為側(cè)鏈含有羧基的聚丙烯酸，聚甲基丙烯酸，丙烯酸或甲基丙烯酸的共聚物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種磁性納米鏈的制備方法，其特征在于所述的親水性聚合物為聚丙烯酸。
7.一種權(quán)利要求1所述的一種磁性納米鏈的使用方法，其特征在于將磁性納米鏈與生物活性分子反應(yīng)，生成具有生物活性的磁性納米鏈。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種磁性納米鏈的使用方法，其特征在于所述的活性分子為C2-12直鏈或支鏈的二胺，氨基酸，C2-12直鏈或支鏈的羥胺。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種磁性納米鏈的制備及使用方法，其技術(shù)方案為在攪拌情況下，將含有磁性金屬離子的水溶液加入親水性聚合物的水溶液中，磁性金屬離子與親水性聚合物的重量比為10－100∶1，調(diào)整溶液的pH值為9－11，加入水合肼，將溶液轉(zhuǎn)入到密閉條件下，在150－180℃保溫不小于10小時(shí)，分離干燥即可，用本發(fā)明所制備的磁性納米鏈與生物活性分子反應(yīng)，生成具有生物活性的磁性納米鏈，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，磁性納米鏈的制備方法簡(jiǎn)單，所制備的磁性納米鏈具有不易團(tuán)聚，穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，在生物醫(yī)學(xué)和化學(xué)領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
文檔編號(hào)C04B35/626GK101026030SQ20061016156
公開(kāi)日2007年8月29日 申請(qǐng)日期2006年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月26日
發(fā)明者耿保友, 劉小網(wǎng) 申請(qǐng)人:安徽師范大學(xué)