專利名稱：一種分散鐵基磁性納米晶的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種分散鐵基磁性納米晶的方法，屬于納米材料制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來，隨著納米材料科學(xué)與技術(shù)的蓬勃發(fā)展，鐵基磁性納米材料(Fe304、Mr^e204 等)因具有特殊的尺寸形貌依賴的磁學(xué)性質(zhì)，使其在各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，尤其高生物相容性的四氧化三鐵納米晶在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域展現(xiàn)了巨大的應(yīng)用潛力，例如核磁共振成像 (MRI)造影劑、靶向藥物、磁熱治療、磁增強的細胞轉(zhuǎn)染等。高單分散磁性納米顆粒(Fe304、 MnFe2O4等)的制備一般是在高溫有機相反應(yīng)中進行的，通常加入的一些表面活性劑(油酸、 油胺)吸附在磁性納米顆粒的表面，使得磁性納米顆粒形狀大小均一，且有效阻止其發(fā)生團聚及氧化。但是，由于油酸和油胺的包裹使磁性納米顆粒不易溶于水，從而大大限制了其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。為了使磁性納米顆粒在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用中具有較好生物兼容性和長期穩(wěn)定性，同時保持其油相體系中的高的磁學(xué)性能，磁性納米顆粒的表面親水性改性就至關(guān)重要。常用有配體交換和配體添加兩種方法。中國專利CN101579616A公開了一種油相磁性納米顆粒向水相轉(zhuǎn)移的方法使用氧化劑將油相磁性納米顆粒表面的油酸長鏈中的不飽和碳碳雙鍵氧化成具有親水性的羧基，使其具有水溶性。人們嘗試用各種方法將含鐵磁性納米晶分散在水溶液中，但是過程比較繁瑣、穩(wěn)定性較差，不能很好地應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種操作簡單、穩(wěn)定性好的分散鐵基磁性納米晶的方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)的主要不足。本發(fā)明實現(xiàn)過程如下
一種分散鐵基磁性納米晶的方法，包括以下步驟
(1)將表面油酸和/或油胺修飾的鐵基磁性納米晶分散在氯仿中制備成磁流體；
(2)將分子量為500 20000的磷酸化的聚乙二醇或磷酸化的聚乙二醇單甲醚加入到磁流體中反應(yīng)，鐵基磁性納米晶與磷酸化的聚乙二醇單甲醚或磷酸化的聚乙二醇質(zhì)量比為 1:2 1:50 ；
(3)揮發(fā)氯仿，加入去離子水分散，離心、取澄清液。所述鐵基磁性納米晶為3 250nm (優(yōu)選為3 IOOnm)的FePt, Fe3O4, FeCo或 MFe2O4，其中M為Mn、Co、Ni或Si，或為金屬Gd、Mn、Zn、Ni、Co摻雜的鐵基磁性納米晶。上述步驟(2)和(3)中，反應(yīng)及分散在室溫條件下在搖床中進行，搖床轉(zhuǎn)速為 100-500r/min。所述的磷酸化的聚乙二醇單甲醚或磷酸化的聚乙二醇采取如下方法制備 分別將分子量500 20000的聚乙二醇或聚乙二醇單甲醚和三氯氧磷分別溶于四氫呋喃溶液中，在冰浴、隊氛圍下，溶于四氫呋喃的聚乙二醇或聚乙二醇單甲醚溶液滴加到溶有三氯氧磷的四氫呋喃溶液中，反應(yīng)完畢，加去離子水繼續(xù)反應(yīng)，乙醚沉降產(chǎn)物，四氫呋喃洗滌，反復(fù)沉降洗滌，將產(chǎn)物溶于水，冷凍干燥。
磷酸化的聚乙二醇或聚乙二醇單甲醚制備流程
溶于四氫呋喃的聚乙二醇或聚乙二醇單甲醚溶液與溶于四氫呋喃的三氯氧磷溶液的摩爾比為1:2 30。本發(fā)明使用磷酸化的聚乙二醇或磷酸化的聚乙二醇單甲醚通過配體交換反應(yīng)使得含鐵磁性納米晶高穩(wěn)定地分散在水溶液中。主要原理是具有生物兼容性的磷酸化的聚乙二醇或磷酸化的聚乙二醇單甲醚與含鐵的磁性納米晶中表面吸附的油酸或油胺進行配體交換反應(yīng)，使得磁性納米晶具有水溶性。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明引入了水溶性很好的磷酸化的聚乙二醇或磷酸化的聚乙二醇單甲醚，它具有無毒、高親水性等獨特理化性質(zhì)和良好的生物相容性，能更廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)中；本發(fā)明操作簡便快捷，反應(yīng)條件溫和，制備成本低，而且穩(wěn)定性、分散性好。


圖IA本發(fā)明實施例1的IOnm MnFe2O4用磷酸化的聚乙二醇單甲醚分別分散在去離子水(a)、0. 9%NaCl水溶液(b)、ρΗ=7· 4的PBS溶液(c)中放置5周后的示意圖。圖IB本發(fā)明實施例1的IOnm MnFe2O4用磷酸化的聚乙二醇單甲醚分散在去離子水后的水化半徑圖。圖1C、D本發(fā)明實施例1的IOnm MnFe2O4用磷酸化的聚乙二醇單甲醚分散在去離子水后的透射電鏡圖。圖2A本發(fā)明實施例2的8nm Fe3O4 XRD圖。圖2B本發(fā)明實施例2的8nm Fe3O4VSM圖。圖2C本發(fā)明實施例2的8nm Fe3O4分散在水溶液后放置4周后的示意圖。圖2D本發(fā)明實施例2的8nm Fe3O4分散在水溶液后的水化半徑圖。圖3A本發(fā)明實施例3的20nm Fe3O4 XRD圖。圖3B本發(fā)明實施例3的20nm Fe3O4VSM圖。圖3C、D本發(fā)明實施例3的20nm Fe3O4分散在水溶液后的透射電鏡圖。圖4A本發(fā)明實施例3的20nm Fe3O4分散在水溶液后的水化半徑圖。圖4B本發(fā)明實施例3的20nm Fe3O4分散在水溶液后隨時間變化的水化半徑圖。圖4C本發(fā)明實施例3的20nm Fe3O4分散在水溶液后的kta-potential。圖4D本發(fā)明實施例3的20nm Fe3O4分散在水溶液后隨pH變化的水化半徑圖。
權(quán)利要求
1.一種分散鐵基磁性納米晶的方法，包括以下步驟(1)將表面油酸和/或油胺修飾的鐵基磁性納米晶分散在氯仿中制備成磁流體；(2)將磷酸化的聚乙二醇或磷酸化的聚乙二醇單甲醚加入到磁流體中反應(yīng)；(3)揮發(fā)氯仿，加入去離子水分散，離心、取澄清液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述分散鐵基磁性納米晶的方法，其特征在于所述鐵基磁性納米晶為 FePt, Fe3O4, FeCo 或 MFe2O4,其中 M 為 Mn、Co、Ni 或 Zn。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述分散鐵基磁性納米晶的方法，其特征在于所述鐵基磁性納米晶為金屬Gd、Mn、Zn、Ni、Co摻雜的鐵基磁性納米晶。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述分散鐵基磁性納米晶的方法，其特征在于所述鐵基磁性納米晶為3 250nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述分散鐵基磁性納米晶的方法，其特征在于所述鐵基磁性納米晶為3 lOOnm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述分散鐵基磁性納米晶的方法，其特征在于所述的磷酸化的聚乙二醇單甲醚或磷酸化的聚乙二醇分子量為500 20000。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述分散鐵基磁性納米晶的方法，其特征在于鐵基磁性納米晶與磷酸化的聚乙二醇單甲醚或磷酸化的聚乙二醇質(zhì)量比為1:2 1:50。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述分散鐵基磁性納米晶的方法，其特征在于步驟(2)和(3)中， 反應(yīng)及分散在搖床中進行。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述分散鐵基磁性納米晶的方法，其特征在于磷酸化的聚乙二醇單甲醚或磷酸化的聚乙二醇采取如下方法制備分別將分子量500 20000的聚乙二醇或聚乙二醇單甲醚和三氯氧磷分別溶于四氫呋喃溶液中，在冰浴、隊氛圍下，溶于四氫呋喃的聚乙二醇或聚乙二醇單甲醚溶液滴加到溶有三氯氧磷的四氫呋喃溶液中，反應(yīng)完畢，加去離子水繼續(xù)反應(yīng)，乙醚沉降產(chǎn)物，四氫呋喃洗滌，反復(fù)沉降洗滌，將產(chǎn)物溶于水，冷凍干燥。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述分散鐵基磁性納米晶的方法，其特征在于溶于四氫呋喃的聚乙二醇或聚乙二醇單甲醚溶液與溶于四氫呋喃的三氯氧磷溶液的摩爾比為1:2 30。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種分散鐵基磁性納米晶的方法，具體涉及向鐵基磁性納米晶中加入一種無毒、高親水性的表面活性劑—磷酸化的聚乙二醇或聚乙二醇單甲醚，其中的磷原子與鐵基磁性納米顆粒中的鐵原子之間形成很強的配位鍵，實現(xiàn)了表面活性劑之間的配體交換反應(yīng)，使得鐵基磁性納米晶能穩(wěn)定分散于水溶液中。本發(fā)明工藝簡單，操作簡便快捷，反應(yīng)條件溫和，制備成本低，穩(wěn)定性好，放置時間久，實現(xiàn)了在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用中對磷酸化的聚乙二醇或聚乙二醇單甲醚的無毒及良好生物兼容性的需求，從而使鐵基磁性納米晶能更廣泛地更好地應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)中。
文檔編號A61K49/18GK102436885SQ20111026393
公開日2012年5月2日 申請日期2011年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月8日
發(fā)明者劉曉麗, 樊海明, 馬沛 申請人:西北大學(xué)