[发明专利]一种APTS修饰的氧化铁磁性纳米颗粒的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于氧化铁磁性纳米颗粒的制备领域，特别涉及一种APTS修饰的氧化铁磁性纳米颗粒的制备方法。

背景技术

近年来，因为具有强的磁各向异性，四氧化三铁磁性纳米颗粒(MNPs)已被广泛地应用于各种生物医学领域，如磁控抗癌药物输送，热疗核磁共振成像(MRI)。众所周知，MNPs的粒子大小和表面化学结构对其在体内的性质和功能，如在血液循环中的半衰期、药代动力学和生物学分布等至关重要。通常，通过采取适当的合成方法或/和在反应过程中添加表面活性剂控制晶体生长过程来控制纳米粒子的大小。目前常用的合成几个到几十个纳米尺寸大小粒子的合成方法主要包括：共沉淀法、反胶束法、热分解法和水热法等。前三个通常要求复杂的反应过程和/或比较高的反应温度。近年来发展的水热法已被证明是合成高质量磁性晶粒的有效方法之一。在其反应和晶体生长过程中，水热条件下减少了聚集的发生，从而形成单晶的四氧化三铁晶粒。所合成的纳米粒子在溶液中具有分散性良好、粒径分布窄、晶形好和副产品少等优点。另外，在反应溶剂中添加表面活性剂，可以有效地分离晶核，并在随后的晶体生长过程中干预晶化过程，从而缩小颗粒大小分布范围和减小颗粒直径大小。

由于具有大的比表面积和表面疏水性，纯氧化铁纳米颗粒容易团聚以减少能量，同时由于强的化学活性，他们也很容易在空气中氧化，从而导致磁性变弱和分散性恶化。因此，非常有必要采取保护措施来克服在合成过程中或合成后纯氧化铁纳米颗粒内在的不稳定性，如在纯氧化铁纳米颗粒表面接枝或包覆几个原子层厚有机聚合物涂层或无机金属氧化物。重要的是，在许多情况下保护层不仅能稳定纳米颗粒，还能引入官能团使进一步功能化成为可能。在各种包覆层中，硅是一种非常重要的保护材料之一，它可以防止聚集，提高生物相容性、亲水性和稳定性，以及通过在硅修饰的四氧化三铁颗粒表面后续修饰生物分子或其他配体以便于不同的生物应用。目前，共沉淀或其他合成法合成的四氧化三铁纳米颗粒表面的硅烷化，通常可以利用颗粒表面大量的羟基后续被3-氨丙基硅烷(NH₂(CH₂)₃-Si-(OCH₃)₃共价键修饰来实施。

检索国内外有关APTS保护的Fe₃O₄纳米粒子合成的文献和专利结果表明，用一步水热合成法合成APTS保护的Fe₃O₄纳米粒子的研究还未见相关报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种APTS修饰的氧化铁磁性纳米颗粒的制备方法，该方法工艺简单，反应条件温和，易于操作分离；制备的氧化铁磁性纳米颗粒能够长时间地分散在水基溶液中，没有团聚现象发生，可潜在地应用于MRI成像诊断。

本发明的一种APTS修饰的氧化铁磁性纳米颗粒的制备方法，包括：

(1)将Fe源按质量体积比1g∶6ml加入超纯水中，再加入与Fe源体积质量比为5ml∶1g的NH₃·H₂O并于空气中搅拌，然后加入与超纯水体积比为1∶3的3-氨丙基三乙氧基硅烷，于134～140℃反应3～5小时；反应结束后，自然冷却至室温，将沉淀洗涤分离后，即得Fe₃O₄/APTS；

(2)将上述制备的Fe₃O₄/APTS均匀分散在超纯水中，与三乙胺溶液充分混合后，逐滴加入含醋酸酐的甲醇溶液，其中，三乙胺、醋酸酐与Fe₃O₄/APTS中的氨基摩尔比为5∶5∶1，搅拌反应24～32小时，制得表面电荷为中性的Fe₃O₄/APTS.Ac纳米颗粒；

或将上述制备的Fe₃O₄/APTS纳米颗粒均匀分散在DMSO中，逐滴加入含琥珀酸酐的DMSO溶液，其中，琥珀酸酐与Fe₃O₄/APTS的摩尔比为5∶1在，搅拌反应24～32小时，离心洗涤，制得表面为负电荷的Fe₃O₄/APTS.SAH纳米颗粒。

所述步骤(1)中的Fe源为FeCl₂·4H₂O。

所述步骤(1)中的洗涤为分别用乙醇和水洗涤。

所述步骤(2)中的醋酸酐的甲醇溶液质量体积浓度为7.2mg/ml。