[发明专利]一种磁性荧光双功能氧化硅空心微球的制备方法

说明书

发明领域

本发明属于磁性复合功能材料的制备技术领域，具体涉及一种具有荧光特性、高磁性物质含量的氧化硅磁性复合空心微球的制备方法。

背景技术

带有磁性内核的氧化硅空心微球，由于同时具有空心结构、磁响应性及易于功能化修饰的氧化硅表面，因而可广泛应用于细胞分离，酶免疫磁分析，药物控释载体等生物医学领域，因而受到研究者的关注，成为新的研究热点。传统方法制备氧化硅磁性空心微球的思路是与不带磁性的纯氧化硅空心微球制备的思路基本相同，基本采用模板辅助法来制备，构成模板的材料种类繁多，包括聚合物微球、表面活性剂分子构成的胶束（任怡，柳开郎，余竹芳，陆燕，王旭东，李晨曦，中国专利，公开号: CN101792149A）、双亲嵌段聚合物、气泡等硬模板或者软模板。其中报道最为广泛的方法就是采用聚苯乙烯等高分子微球为模板, Caruso 等[Caruso F., et al., Chem. Mater., 2001, 13,109-116.]采用带正电聚苯乙烯微球为模板，在层层静电自组装形成多层氧化硅壳层时，间隔组装上磁性纳米颗粒层，除去聚合物模板后，就得到了氧化硅包被磁性纳米颗粒的空心微球。孙康等[孙康，窦红静，马武伟，中国专利，公开号：CN101183588.]利用带有负电荷的高分子微纳米球为模板，通过在模板表面原位反应生成以磁性纳米粒子壳层，还可以在此微球表面再包裹一层氧化硅壳层，再进一步通过烧灼去除模板来获得空心磁性微纳米球。以上方法要么操作过程十分复杂，需要单独制备和去除模板，要么包裹的磁性物质含量有限，微球的磁响应性不佳。

此外，Kim等人[Kim J., et al., J. Am. Chem. Soc., 2006, 128, 688-689.]在采用CTAB胶束为模板制备氧化硅介孔微球时，加入一定量的油酸修饰的磁性纳米颗粒，从而借助磁性颗粒与表面活性剂疏水端的疏水作用力将少量磁性颗粒包裹在介孔材料中，但是，得到的氧化硅磁性介孔结构的尺寸可调范围较小，而且能够包裹的磁性物质含量较低，微球的磁响应性不佳。Wu 等（J. Appl. Phys., 2006,99,1）采用碳酸钙颗粒为模板，使用溶胶-凝胶法合成了碳酸钙/磁性纳米颗粒/氧化硅复合微球，再采用酸溶等过程除去模板，得到一种新型的磁性氧化硅空心微球，由于所用纳米碳酸钙模板本身粒径不均匀，影响了空心微球的均匀性，此外，酸溶过程可能会破坏磁性纳米颗粒，影响空心微球的磁性能。

专利公开号为CN 101195085的中国专利公开了《磁性空心二氧化硅粒子的制备方法》，该发明提出了一种基于固体磁性纳米颗粒稳定的乳液体系，原位制备磁性空心氧化硅粒子的方法。借助于化学合成的磁性粒子在油水界面自组装形成的界面膜，再使氧化硅溶胶在界面膜上反应得到磁性氧化硅复合结构，最后通过热干燥来去除之前引入的有机溶剂，从而制得磁性空心氧化硅微球。该方法将磁性颗粒的制备与后续氧化硅复合结构的获得放在一个过程中，优点是采用整个过程相对简单，但是，制备得到的磁性纳米颗粒的饱和磁化强度很低，小于15emu/g，使得空心微球的磁性能也受到影响，另外需要热干燥除去有机溶剂，会一定程度上导致空心微球的团聚，影响其分散稳定性。