一種磁性溫敏納米粒子的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種磁性溫敏納米粒子的制備方法，是針對磁性納米粒子存在的弊端，先對磁性納米粒子進(jìn)行硅烷化處理，然后進(jìn)行接枝聚合、超聲分散、洗滌抽濾、真空干燥，制成磁性溫敏納米粒子，此制備方法工藝嚴(yán)密、先進(jìn)合理，數(shù)據(jù)翔實(shí)精確，產(chǎn)物形貌好，為灰黑色粉體顆粒、粉體顆粒直徑≤220nm，所選用的磁性納米粒子具有明顯的超順磁性且表面有一層碳包覆層，可防止在應(yīng)用過程中納米粒子之間出現(xiàn)互相吸引導(dǎo)致聚沉，產(chǎn)物溫敏效應(yīng)明顯，純度高，達(dá)99%，產(chǎn)收率高，達(dá)97.5%，是十分理想的制備磁性溫敏納米粒子的方法，其產(chǎn)物可在醫(yī)藥，生物工程及多種工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用。
【專利說明】一種磁性溫敏納米粒子的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種磁性溫敏納米粒子的制備方法，屬磁場和溫度環(huán)境響應(yīng)納米粒子的制備及應(yīng)用的【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]環(huán)境響應(yīng)納米粒子是一種特殊的功能性納米粒子，能夠?qū)碜酝獠凯h(huán)境的特殊刺激，例如溫度、酸堿度、離子強(qiáng)度、壓力、電場、磁場做出快速反應(yīng)，具有刺激響應(yīng)性，稱為智能納米粒子；由于智能納米粒子具有獨(dú)特的物理化學(xué)和膠體特性，具有重大的應(yīng)用價值。
[0003]磁性溫敏納米粒子是一種具備磁場和溫度效應(yīng)的納米粒子，在外界磁場作用下可方便快捷地與介質(zhì)分離，由于溫敏聚合物在水溶液中具有最低臨界溶解溫度，被水溶脹后會形成水凝膠，當(dāng)溫度高于最低臨界溶解溫度時，溫敏聚合物會發(fā)生收縮，將凝膠中的水分子排出，伴隨這一過程納米粒子的親水性、粒徑、孔隙、電泳和流變性質(zhì)會發(fā)生變化,這一性能可使溫敏聚合物在藥物釋放、生物傳感、生物大分子分離中得到應(yīng)用；因此具備磁場和溫度雙重效應(yīng)的磁性溫敏納米粒子可廣泛應(yīng)用于分離材料和載體，例如免疫分析，固定化酶，靶向給藥，細(xì)胞分離等領(lǐng)域。
[0004]目前，磁性溫敏納米粒子的制備還處于研究中，還有很多不足，例如步驟復(fù)雜繁瑣，需預(yù)先制備磁性納米粒子，而后與溫敏聚合物結(jié)合；在磁性納米粒子表面接枝溫敏單體,容易導(dǎo)致磁性納米粒子的相互吸引而產(chǎn)生聚沉；制備的磁性溫敏納米粒子的粒徑分布較寬，不利于應(yīng)用過程控制，使磁性溫敏納米粒子的應(yīng)用受到了很大的局限。

【發(fā)明內(nèi)容】

`[0005]發(fā)明目的
[0006]本發(fā)明的目的是針對【背景技術(shù)】的狀況和不足，采用在磁性納米粒子表面進(jìn)行改性，接枝聚合溫敏單體，制成磁性溫敏納米粒子，以提高磁性溫敏納米粒子的性能，擴(kuò)大使用范圍。
[0007]技術(shù)方案
[0008]使用的化學(xué)物質(zhì)材料為:磁性納米粒子、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N-異丙基丙烯酰胺、N，N-亞甲基雙丙烯酰胺、過硫酸鉀、無水乙醇、去離子水、氮?dú)?，其組合準(zhǔn)備用量如下:以克、毫升、厘米3為計量單位
[0009]
【權(quán)利要求】
1.一種磁性溫敏納米粒子的制備方法，其特征在于:使用的化學(xué)物質(zhì)材料為:磁性納米粒子、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N-異丙基丙烯酰胺、N, N-亞甲基雙丙烯酰胺、過硫酸鉀、無水乙醇、去離子水、氮?dú)?，其組合準(zhǔn)備用量如下:以克、毫升、厘米3為計量單位磁性納米粒子:Fe304@C-0H, 0.5 g 士 0.001 g 甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷-CujH2OO5Si, IOmLi 0.01 mLN-異丙基丙烯酰胺:C6H11NO,1.0g±0.01gN, N-亞甲基雙丙烯酰胺:C7H10N2O2,0.2 g 士 0.001 g過硫酸鉀:K2S2O8,0.1 g± 0.001 g尤水乙醇:C2H5OH,2000 mL 士 50mL去離子水:H2O,5000 mL ± SOmL鉍7C: N2,100000 cm3 士 100 cm5 制備方法如下: (I)硅烷化處理磁性納米粒子 硅烷化處理磁性納米粒子是在三口燒瓶、水浴缸、超聲分散儀、電熱攪拌皿上進(jìn)行的，是在氮?dú)獗Ｗo(hù)、水循環(huán)冷 凝狀態(tài)下完成的；①將磁性納米粒子0.3g、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷ImL加入三口燒瓶中； 然后將無水乙醇45mL、去離子水15mL,配制成溶液,加入三口燒瓶中； ②將三口燒瓶置于超聲分散儀上，開啟超聲儀，在超聲波頻率40kHz下超聲分散20min ； ③超聲分散后，將三口燒瓶置于水浴缸上； ④開啟水循環(huán)冷凝管的進(jìn)水管、出水管，進(jìn)行水循環(huán)冷凝； 開啟氮?dú)忾y、氮?dú)馄浚蛉跓枯斎氲獨(dú)?，氮?dú)廨斎胨俣?0cm3/min ； ⑤開啟電熱攪拌皿，溫度升至65°C±2°C，并開始攪拌，進(jìn)行硅烷化反應(yīng)；攪拌、硅烷化反應(yīng)時間120min,成磁性納米粒子懸浮溶液； 磁性納米粒子在硅烷化反應(yīng)過程中將進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)式如下:

C7HsOH H- H,OFc3O4^1C-OH + CmHoiASi ^—-:——? Fc3O4碎C-C9H17OsSi + CH ,OH

N2/65°C± 2°C/120min 式中: Fe3O4OC-C9H17O5S1:硅烷化磁性納米粒子 CH3OH:無水甲醇 ⑥硅烷化反應(yīng)后，關(guān)閉電熱攪拌皿，使三口燒瓶內(nèi)的硅烷化磁性納米粒子懸浮溶液隨水浴缸冷卻至25 °C ； ⑦抽濾 將硅烷化磁性納米粒子懸浮溶液置于抽濾瓶的布氏漏斗中，用微孔濾膜進(jìn)行抽濾，濾膜上留存產(chǎn)物濾餅，洗滌液抽至濾瓶中； ⑧無水乙醇洗滌、抽濾 將產(chǎn)物濾餅置于燒杯中，加入無水乙醇IOOmL,攪拌洗滌5min ;然后將洗滌液置于抽濾瓶的布氏漏斗中，用微孔濾膜進(jìn)行抽濾，濾膜上留存產(chǎn)物濾餅，洗滌液抽至濾瓶中； 無水乙醇洗滌、抽濾重復(fù)進(jìn)行五次； ⑨真空干燥 將產(chǎn)物濾餅置于真空干燥箱中進(jìn)行干燥，干燥溫度40°C，真空度lOPa，干燥時間480min,干燥后得:硅烷化磁性納米粒子 (2)硅烷化磁性納米粒子表面接枝溫敏聚合物 硅烷化磁性納米粒子表面接枝溫敏聚合物是在四口燒瓶、水浴缸、超聲分散儀、電熱攪拌皿上進(jìn)行的，是在氮?dú)獗Ｗo(hù)、水循環(huán)冷凝狀態(tài)下完成的； ①配制過硫酸鉀水溶液，稱取過硫酸鉀0.01g、量取去離子水IOOmL，加入燒杯中，攪拌30min，成0.0037mol/L的過硫酸鉀水溶液； ②將硅烷化磁性納米粒子0.1g, N-異丙基丙烯酰胺0.5g和N，N-亞甲基雙丙烯酰胺0.075g加入三口燒瓶中；加入去離子水25mL ； ③將三口燒瓶置于超聲分散儀上，開啟超聲儀，在超聲波頻率40kHz下超聲分散20min ； ④超聲分散后，將三口燒瓶置于水浴缸上； ⑤開啟三口燒瓶上的水循環(huán)冷凝管的進(jìn)水管、出水管，進(jìn)行水循環(huán)冷凝； 開啟氮?dú)忾y、氮?dú)馄?，向三口燒瓶輸入氮?dú)?，氮?dú)廨斎胨俣?0cm3/min ； ⑥開啟電熱攪拌皿，溫度升至40°C±2°C，攪拌30min;繼續(xù)升溫至70°C ±2°C，加入0.0037mol/L過硫酸鉀水溶液ImL,引發(fā)自由基聚合反應(yīng)；攪拌、聚合反應(yīng)時間720min,成磁性溫敏納米粒子懸浮溶液； 硅烷化磁性納米粒子在自由基聚合中將進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)式如下:
2.根據(jù)權(quán)利要求所述的一種磁性溫敏納米粒子的制備方法，其特征在于:所述的磁性溫敏納米粒子接枝聚合制備是在四口燒瓶中進(jìn)行的，是在水浴、加熱、攪拌、水循環(huán)冷凝、氮?dú)獗Ｗo(hù)下完成的； 水浴缸(I)為矩形，在水浴缸(I)的下部為電熱皿(2)，在水浴缸(I)的上部放四口燒瓶(3)，并由固定架(12)固定；在四口燒瓶(3)上部由左至右設(shè)置氮?dú)夤?4)、加液漏斗(5)及控制閥(6)、攪拌器(7)、水循環(huán)冷凝管(8)及進(jìn)水管(9)、出水管(10)、出氣口(11);四口燒瓶內(nèi)底部為溫敏磁性納米粒子懸浮溶液(22);氮?dú)夤?4)通過氮?dú)忾y(19)連接氮?dú)馄?18 )，并向四口燒瓶(3 )內(nèi)輸入氮?dú)?20 );水浴缸(I)內(nèi)為水浴水(21)，水浴水(21)要淹及四口燒瓶(3)體積的4/5 ;在電熱皿(2)上設(shè)置顯示屏(13)、指示燈(14)、電源開關(guān)(15)、加熱溫度控制器(16 )、攪拌控制器(17)。
【文檔編號】C08F220/54GK103772630SQ201410037947
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月24日
【發(fā)明者】劉旭光, 陳琳, 楊永珍, 李龍飛, 許并社 申請人:太原理工大學(xué)