[发明专利]一种金磁微粒的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金磁微粒的制备方法。

背景技术

金磁微粒是近年发展起来的一种新型材料，它能在外加磁场的作用下，与其它组分迅速分离，或通过磁场诱导进行定向运动。另外，金磁微粒被赋予了胶体金和磁性材料的双重特性，不仅胶体金具有生物相容性，还可以通过调节金壳层的厚度，实现在很宽波段范围内的光学吸收可调特性。此类复合纳米材料被广泛应用于催化、传感器、表面增强拉曼散射的基体、光子带隙材料、多功能材料、生物医学等领域，是当前纳米粒子研究中的热点之一。

目前已经报道的合成金磁微粒的方法有很多，Gilles等人采用微乳液法制备了金磁微粒,但是粒径不均一，形状不规则，分散性差，易聚集；Park等人混合了烷基硫醇、甲苯、OA(油酸)-(和或)OAM(油胺)-Fe2O3磁性纳米颗粒、四辛基溴化铵(TOA-Br)几种化合物，进行高温反应，合成油相的金磁微粒，但是需将所得金磁微粒从油相转移至水相后方可进行下游应用。Mandal等把Fe₃O₄磁性纳米粒子、葡萄糖以及HAuCl₄混合均匀，超声后加热搅拌，金磁微粒表面包覆的金含量比较少。彭莉用Frens法以Fe₃O₄粒子为核，制备出在水相中分散的Fe₃O₄Au纳米复合粒子，但是粒径不均一、分散性差。专利（CN：200910113126.9）使用PEI修饰磁粒再投入少量胶体做种子再用盐酸羟胺还原包覆金层，该包金方法繁琐；（专利CN200810029399.0）用硅烷偶联剂修饰磁粒再用油胺做还原剂包覆金，但是制备的金磁微粒表面的官能团不统一影响下游应用。这导致磁粒修饰在还原剂体系中的相容性变差，影响金磁微粒的均一性、分散性以及表面功能基团种类的同一性。

发明内容

本发明提供了一种金磁微粒的新的制备方法，能够通过调节溶液的浓度制备一系列具有不同颜色，不同大小的金磁微粒，且得到的金磁微粒在水溶液中具有良好的分散性、稳定性以及磁学性质，能够用于催化，磁定量检测等多个领域。本合成方法具有简单、易操作，可控的特点。

本发明以共沉淀合成的方法制备得到的Fe₃O₄纳米粒子粗品为反应原料，首先采用柠檬酸修饰磁性纳米粒子，经磁性分离后，将得到的Fe₃O₄纳米粒子分散在超纯水中调至中性；然后取用氯金酸溶液，以多元羧基酸或含有多元羧基酸根离子的盐为还原剂将Au³⁺在Fe₃O₄纳米粒子表面还原为Au0，制备得到金磁微粒。

进一步优化限定各环节如下：

步骤1）柠檬酸修饰的Fe₃O₄纳米粒子

将共沉淀合成的方法制备得到Fe₃O₄纳米粒子水相悬浮液加入反应器中，搅拌并通氮气后，加入柠檬酸水溶液，并在一定的温度下反应，反应后冷却至室温，磁性分离，洗涤后，重新分散在超纯水中，作为磁性纳米粒子储备液；

步骤2）合成金磁微粒

(a)还原剂溶液配制及预处理：将还原剂溶解于水中，形成还原剂水溶液溶液，并调解其pH值至8-10。

(b)金磁微粒的制备：将一定体积的磁性纳米粒子与还原剂溶液混合，并利用超声分散均匀，待还原剂溶液加热至沸腾时将磁性纳米粒子与还原剂混合溶液溶液加入反应器中；当溶液再次沸腾时分三次将氯金酸溶液加入体系中；反应结束后停止加热，自然冷却至室温，停止搅拌；磁性分离，除去上清后，用超纯水反复洗涤至中性，得到金磁微粒。

通过大量实验和分析，对上述制备方法的各个环节及参数进一步优化限定如下。

步骤1）制备磁性纳米粒子

(a)制备Fe₃O₄纳米粒子：取FeCl₂·4H₂O和FeCl₃·6H₂O溶解在超纯水中，搅拌、通入N2脱氧并同时通入饱和氨水，然后开始水浴加热，在70℃-75℃保持10-15分钟，得到黑色的Fe₃O₄纳米粒子粗品；结束反应，磁性分离，反复洗涤至中性，重新分散在超纯水中形成Fe₃O₄纳米粒子的悬浮液；