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，磁性納米顆粒由于具有超順磁性、生物相容性等特點，在生物分離與檢測，核磁共振成像，以及藥物控制釋放等領(lǐng)域等廣泛的應用，但納米顆粒因為其操縱困難，不容易實現(xiàn)器件化，從而影響了它的應用。而一維納米材料具有易器件化的特點，所以可將磁性納米顆粒組裝成鏈。目前通常利用外磁場誘導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，當外磁場去除后，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，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，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，滴在位于磁場中的襯底上，襯底可以是硅片、載玻片、導電玻璃等，在室溫下慢慢揮發(fā)干燥即可。通過調(diào)節(jié)磁場的方向可以在襯底上獲得納米鏈的有序花樣排列。
申請人認為在堿性溶液中，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，金屬離子和羧酸根離子通過靜電作用相結(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聚且在多種處理條件下均保持穩(wěn)定。而且通過表面的活性基團，可以有效地在磁性納米鏈表面進一步修飾連接各種生物活性分子，可應用于化學和生物醫(yī)學分離、藥物輸送、醫(yī)學成像及治療等多個領(lǐng)域。更為重要的是，磁性納米鏈在磁場中，可以進行組裝，易實現(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單，所制備的磁性納米鏈具有不易團聚，穩(wěn)定性好等特點，在生物醫(yī)學和化學領(lǐng)域具有重要的應用價值。


圖1是實施例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是實施例1.所制備的磁性納米鏈在磁場中的有序排列。
圖4是實施例1.所制備的磁性納米鏈在磁場中的有序排列。
圖5是實施例1所制備的磁性納米鏈的磁性曲線。
具體實施例方式下面是本發(fā)明非限定制備實施例，通過這些實施例對本發(fā)明作進一步描述。
實施例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℃時水熱處理12小時，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，長度為十幾個微米，無明顯的團聚，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℃時水熱處理10小時，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℃時水熱處理15小時，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。
實施例4用實施例1所制備的磁性納米材料上用丙氨酸進行修飾。
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小時過夜。分離產(chǎn)物并用水清洗約10次。105℃真空干燥12小時，獲得生物活性的磁性納米鏈。
實施例5用實施例2所制備的磁性納米材料上用乙二胺進行修飾。
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小時過夜。分離產(chǎn)物并用水清洗約10次。105℃真空干燥12小時，獲得生物活性的磁性納米鏈。
實施例6用實施例3所制備的磁性納米材料上用直鏈己二胺進行修飾。
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小時過夜。分離產(chǎn)物并用水清洗約10次。105℃真空干燥12小時，獲得生物活性的磁性納米鏈。
實施例7實施例1的組裝方法準備好一片10×5×0.5立方毫米的硅片，用丙酮超聲清洗0.5小時，在用去離子水超聲10分鐘，干燥后置于一磁場中，用注射器取少量實施例1所制備的磁性納米鏈的懸濁液，滴在硅片上，室溫揮發(fā)干燥，掃描電子顯微鏡觀察，結(jié)果如圖3所示；將磁場方向變?yōu)榕c原來垂直的方向，在原來的硅片上繼續(xù)滴加懸濁液，室溫揮發(fā)干燥，掃描電子顯微觀察，結(jié)果如圖4所示。可以看出，在磁場作用下，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)學和化學檢測，實現(xiàn)納米生物化學檢測的器件化。
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，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，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，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，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單，所制備的磁性納米鏈具有不易團聚，穩(wěn)定性好等特點，在生物醫(yī)學和化學領(lǐng)域具有重要的應用價值。
文檔編號C04B35/626GK101026030SQ20061016156
公開日2007年8月29日 申請日期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) 申請人:安徽師范大學