[发明专利]一种四氧化三铁磷酸钙核壳纳米磁性粒子及生物矿化法的制备方法

权利要求书

1.一种四氧化三铁磷酸钙核壳纳米磁性粒子，其特征在于，以磁性的四氧化三铁纳米粒子为核，其平均粒径为27-38nm，磷酸钙类物质为壳层，壳层厚度为4-20nm。

2.按照权利要求1所述的一种四氧化三铁磷酸钙核壳纳米磁性粒子，其特征在于，磷酸钙类物质壳层的组成为羟基磷灰石(HA)、二水合磷酸氢钙(DCPD)、磷酸三钙(α-TCP，β-TCP)、焦磷酸钙(CPPD)、磷酸四钙(TTCP)、五水磷酸八钙(OCP)、无定形磷酸钙(ACP)中的一种。

3.按照权利要求1所述的一种四氧化三铁磷酸钙核壳纳米磁性粒子，其特征在于，饱和磁化强度为8-48emu/g。

4.权利要求1所述的一种四氧化三铁磷酸钙核壳纳米磁性粒子的生物矿化法制备方法，其特征在于，包含如下步骤：

(1)制备四氧化三铁纳米磁性粒子：将二价铁盐配成水溶液中，加入到分散剂溶液中，匀速搅拌，然后向混合液以缓慢滴加碱溶液、氧化剂双氧水，保证体系的pH为10-11，加热，恒温60-160℃搅拌反应1-8小时后，利用外加磁场将产物分离，洗涤，冷冻干燥，制得四氧化三铁纳米磁性粒子；

(2)四氧化三铁纳米磁性粒子表面改性：将步骤(1)所得的四氧化三铁纳米磁性粒子与表面改性剂加入去离子水中，超声搅拌地得表面引入羧基的四氧化三铁纳米磁性粒子；

(3)制备四氧化三铁磷酸钙核壳纳米磁性粒子：将NaCl、NaHCO₃、KCl、K₂HPO₄·3H₂O、MgCl₂、CaCl₂、Na₂SO₄·10H₂O溶解在去离子水中，恒温37±0.5℃，加入缓冲剂或持续通入二氧化碳气体，并用盐酸调整溶液pH值为6.30-7.40，制成1-10倍浓度的模拟人体体液；将步骤(2)中的得到的表面改性的四氧化三铁纳米磁性粒子在持续机械搅拌加入到上述模拟人体体液中矿化，将产物洗涤、磁分离、干燥后得到四氧化三铁磷酸钙核壳纳米磁性粒子。

5.按照权利要求4的方法，其特征在于，步骤(1)中所述的二价铁盐为氯化亚铁或硫酸亚铁中的一种，分散剂溶液为聚乙二醇、聚醋酸乙烯酯或聚乙烯吡咯烷酮水溶液中的一种，碱为氨水溶液、氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液中的一种。

6.按照权利要求4的方法，其特征在于，步骤(2)中所述的表面改性剂为柠檬酸或柠檬酸钠中的一种，其与四氧化三铁的质量比为50∶1-10∶1。

7.按照权利要求4的方法，其特征在于，步骤(2)中超声搅拌时间为12-15小时。

8.按照权利要求4的方法，其特征在于，步骤(3)中所述缓冲剂为三羟甲基氨基甲烷，缓冲剂与NaCl的质量比为1∶8-1∶4。

9.按照权利要求4的方法，其特征在于，1-10倍的模拟人体体液中各离子的摩尔浓度为：Ca²⁺2.5-25.0mmol/L、HPO₄^2-1.0-10.0mmol/L、Na⁺142.0-1000.0mmol/L、K⁺5.0-25.0mmol/L、Mg²⁺1.5-7.7mmol/L、Cl^-148.0-750.0mmol/L、HCO₃^-4.2-42.0mmol/L、5O₄^2-0.5-5.0mmol/L；其中矿化反应时间为0.5-60小时。

10.按照权利要求9的方法，其特征在于，随着模拟人体体液的倍数增加，其矿化时间在减少。