基于天然高分子的磁性荧光双功能纳米材料及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及核壳结构多功能纳米复合材料，具体涉及一种碳量子点磁性荧光双功能纳米材料及其制备方法。以磁性粒子Fe3O为核，壳聚糖和聚阴离子型纤维素为壳层材料，以碳量子点为荧光材料，通过层层自组装的方法得到。其中碳量子点用天然高分子材料包覆，阻止了碳量子点的游离，提高了稳定性；磁性、荧光强度可通过壳层材料的层数以及碳量子点的加入量来调控。得到的磁性荧光双功能纳米材料在细胞标记与吸收、生物成像、药物探测和疾病诊断、载药等生物医药领域有广阔的应用前景。
【专利说明】基于天然高分子的磁性荧光双功能纳米材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及核壳结构多功能纳米复合材料，具体涉及一种基于天然高分子的磁性荧光双功能纳米材料及其制备方法，属于材料【技术领域】。
【背景技术】
[0002]磁性纳米颗粒由于磁性以及纳米尺度两种特性，在生物医学方面吸引了人们越来越多关注的目光。为了提高磁性纳米颗粒在细胞标记与吸收、生物成像、药物探测和疾病诊断方面的效率，赋予磁性纳米颗粒多种功能变得非常重要和迫切，尤其是将磁性与光学性质的结合。磁性-荧光复合材料已经成为活体中显像的重要工具，他可以通过磁共振成像监测，也可以通过荧光光学成像。
[0003]荧光基团与磁性颗粒的结合通常有两种方法:一是将磁性纳米颗粒与荧光基团包裹在同一种介质中，常用的介质是硅系或磷脂质材料，通过这种方法得到的物质表现出了好的生物相容性，磁性以及荧光性质，但是使用这种方法时介质的量难以控制；另一种方法是利用共价键将荧光基团直接接枝在磁性纳米颗粒表面。然而，将荧光基团与铁氧体直接相连会出现荧光淬灭的现象，这主要是由于能量转移造成的。另外，利用这种制备方法很难获得水溶性、生物相容性以及更进一步的生物改性等性能。
[0004]解决这个问题，可以通过给铁氧体一个保护外壳从而增加荧光基团与铁氧体的距离，进而降低荧光的淬灭程度。而且，保护层的引入也可以防止铁氧体(Fe3O4)被氧化为低磁性的Y-Fe203。保护外层不仅需要能够稳定铁氧体，还需要好的生物相容性。由于硅系外层材料良好的生物相容性，容易制备和修饰磁性颗粒表面的特点，现在得以广泛应用。但是它所带来的生物不可降解、磁性颗粒粒径增大和磁响应降低等缺点制约了它在生物材料上的应用。
[0005]荧光素是最常用来与磁性纳米颗粒进行复合的荧光物质，异硫氰酸荧光素(FITC)由于其本身具有肉眼敏感的蓝绿色光而广泛应用于细胞提取、荧光成像等。由于FITC表面的羧基可与氨基反应，从而可以利用化学键合的方法将FITC接枝到磁性纳米颗粒表面，这种方法抑制了 FITC的游离。传统量子点，如CdTe等，由于其表面重金属的存在所带来的毒性，制约了它在生物医药方面的应用。而FITC-磁性纳米颗粒经过生物活体的实验，可证明其无毒的特性，这就奠定了它在生物医药方向更深入的应用。对于粒径较小(<150nm)的纳米颗粒，具有可以进入细胞内部的特性，这让这些磁性纳米颗粒在抗癌方向备受瞩目。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是为了解决由于现有技术制得的磁性荧光纳米材料生物相容性差、难降解、制备过程复杂难控制，从而导致磁性荧光纳米材料在生物医药领域应用受限的问题， 提供一种基于天然高分子的磁性荧光双功能纳米材料及其制备方法。
[0007]本发明的目的是通过下述技术方案实现的。
[0008]本发明的天然高分子的磁性荧光双功能纳米材料，以磁性粒子Fe3O4为核，壳聚糖和聚阴离子型纤维素为壳层材料，以异硫氰酸荧光素为荧光材料，通过层层自组装的方法得到。
[0009]聚阴离子纤维素为羧甲基纤维素钠、纤维素硫酸钠、纤维素羧酸钠、羧酸纤维素、羧甲基纤维素钾、羧甲基纤维素钠钾、纳米纤维素中的一种。
[0010]本发明的基于天然高分子的磁性荧光双功能纳米材料的制备方法，具体步骤如下:
[0011]步骤一、合成磁性流体纳米Fe3O4
[0012]步骤二、壳聚糖-Fe3O4纳米微球的制备
[0013]将Fe3O4磁流体与5_13mg/mL壳聚糖(CS)乙酸溶液混合，超声分散均匀；得到A ；Fe3O4与CS质量比例为1-1.2:1 ;同时将液体石蜡与表面活性剂span-80混合，混合比例为18-22:1 ;得到混合液B JfA加入到混合液B中，常温下充分搅拌后，加入4%-9%的醛类；醛基与壳聚糖的摩尔比为20-2:1 ;反应结束后用磁铁收集产物；再依次用石油醚、丙酮、蒸馏水充分洗涤，即可得到壳聚糖-Fe3O4纳米微球；
[0014]为了减少反应时间，以及得到颗粒形状和粒径更佳的磁性粒子，在醛类充分分散后，再加入碱性溶液调pH至碱性；
[0015]所述醛类包括甲醛、乙二醛、戊二醛；
[0016]步骤三、壳聚糖-FITC的制备
[0017]将壳聚糖溶解于酸性溶液中；将FITC溶于有机溶剂中；将二者混合；避光搅拌至反应结束；加入碱性溶液使沉淀完全，再用乙醇水溶液洗涤沉淀，直至上清液无紫外吸收；得到壳聚糖-FITC ；
[0018]所述的酸性溶液不能为强酸溶液；所述的酸性溶液包括醋酸溶液、甲酸溶液；
[0019]所述的有机溶剂包括甲醇、乙醇。
[0020]步骤四、层层自组装制备磁性荧光纳米材料
[0021]利用聚阴离子型纤维素为聚阴离子高聚物、壳聚糖为聚阳离子高聚物的特性，通过正负电荷的互相吸引，制备磁性荧光纳米材料。
[0022]方法一、将步骤二所得的壳聚糖-Fe3O4纳米微球分散在水中，加入聚阴离子型纤维素水溶液；至二者作用完全即完成一次包覆，得到纳米粒子C;再将纳米粒子C加入到CS溶液，至二者作用完全即完成一次双层的包覆；在加入步骤三所得的壳聚糖-FITC，即得到磁性荧光双功能纳米材料；
[0023]聚阴离子型纤维素与壳聚糖的表面电荷比为0.85-1.2:1 ；
[0024]根据磁性和荧光强度的需求，在加入步骤三所得的壳聚糖-FITC前，可重复上述包覆过程若干次；
[0025]方法二、将步骤二所得的壳聚糖-Fe3O4纳米微球分散在水中，加入聚阴离子型纤维素水溶液；至二者作用完全即完成一次包覆，得到纳米粒子C ;再将纳米粒子C加入到步骤三所得的壳聚糖-FITC溶液，至二者作用完全即完成一次双层的包覆；即得到磁性荧光双功能纳米材料；
[0026]聚阴离子型纤维素与壳聚糖的表面电荷比为0.85-1.2:1 ；
[0027]根据磁性和荧光强度的需求，可重复上述包覆过程若干次；
[0028]有益效果[0029]1、本发明的基于天然高分子的磁性荧光双功能纳米材料，生物相容性和降解性好，而且原料来源广泛且具有可再生性。聚阴离子型纤维素是以纤维素为基材经过化学改性得到的纤维素衍生物，具有和纤维素一样的生物降解性和良好的生物相容性。纤维素来源于棉花、木材、植物秸杆等，是地球上最丰富的可再生天然多糖。壳聚糖(CS)是甲壳素的脱乙酰化产物，含有大量胺基，是唯一的天然聚阳离子高聚物，在弱酸环境下呈现正电性。同时，壳聚糖具备天然高聚物生物相容性好，可生物降解，无毒等特性。
[0030]2、本发明的基于天然高分子的磁性荧光双功能纳米材料，将荧光材料FITC接枝在CS上，避免了体系在载药过程中，荧光部分的游离对人体造成的伤害。[0031]3、本发明的基于天然高分子的磁性荧光双功能纳米材料的制备方法，通过层层自组装技术，依次使用壳聚糖(或壳聚糖-FITC)和聚阴离子型纤维素对磁性纳米颗粒进行包裹，以此来调节荧光材料与磁性纳米颗粒之间的距离以及荧光强度，以获得磁性及荧光性能良好的双功能材料。
[0032]4、本发明的基于天然高分子的磁性荧光双功能纳米材料及其制备方法，由于聚阴离子型纤维素和壳聚糖具有生物相容性和降解性好、原料来源广泛且可再生，同时采用了简单、易行且可控制颗粒粒径的层层自组装法，得到的磁性荧光双功能纳米材料在细胞标记与吸收、生物成像、药物探测和疾病诊断、载药等生物医药领域很广阔的应用前景。
【专利附图】
【附图说明】
[0033]图1为实施例1的产物形貌，是所得磁性荧光纳米材料的透射电镜图。
[0034]图2为实施例1的产物磁滞回线图。
[0035]图3为实施例1的产物荧光谱图。
[0036]图4为实施例2的产物磁滞回线图。
[0037]图5为实施例2的产物荧光谱图。
【具体实施方式】
[0038]以下根据实施例详细地说明本发明，但本发明并不限定于实施例。
[0039]实施例1:
[0040]基于天然高分子的磁性荧光双功能纳米材料及其制备方法，具体步骤如下:
[0041 ] I)磁性流体纳米Fe3O4的合成
[0042]利用共沉淀法，称取1.5gFeCl3.6H20,0.6gFeS04.4H20,溶解于预先经氮气脱气的去离子水中，通入N2保护，加热至70°C，然后快速搅拌、缓慢加入5ml氨水。反应Ih后，利用外加磁场将所得沉淀从反应介质中分离出来，并用二次水清洗三次，得到纳米Fe3O4悬浮液，超声15min，得到的黑色溶液即为纳米Fe3O4磁流体。
[0043]2)壳聚糖-Fe3O4纳米微球的制备
[0044]取0.15gFe304磁流体与20mL7.5mg/mL壳聚糖(CS )乙酸溶液混合，超声分散20min。在搅拌下缓慢加入到80mL液体石腊和4mLspan_80的混合液中，充分搅拌。加入10mL7%戊二醛，在40°C下搅拌lh，用0.lg/LNaOH溶液调PH至9，升温至70°C，继续反应2h，得到的产物用磁铁收集。再依次用石油醚、丙酮、蒸馏水充分洗涤，得到壳聚糖-Fe3O4纳米微球。[0045]3)壳聚糖-FITC的制备
[0046]将壳聚糖溶解于0.lmol/L醋酸溶液中，配成1%的溶液，加入Imol/LNaOH溶液调节PH至7.0-7.5。将FITC溶于甲醇，加入到壳聚糖溶液中，室温下避光反应4h。加入NaOH溶液至沉淀完全，离心后用70:30(V:V)乙醇水溶液洗涤沉淀，直至上清液无明显紫外吸收，得到壳聚糖-FITC。
[0047]4)层层自组装制备磁性荧光纳米材料
[0048]将2)所得的壳聚糖-Fe3O4纳米微球分散在二次水中，加入80mLlg/L的羧甲基纤维素钠水溶液，25 °C下恒温震荡30min，将所得微球清洗三次。添加80mLCS醋酸溶液(将壳聚糖溶解于0.lmol/L醋酸溶液中，配成1.5%的溶液)，25°C下恒温震荡30min，将所得微球清洗三次即完成一个双层的包覆。重复以上步骤至得到3个双层，最外层采用壳聚糖-FITC的醋酸溶液(将壳聚糖-FITC溶解于0.lmol/L醋酸溶液中，配成1.5%的溶液)。此时即得到的磁性荧光双功能纳米材料。
[0049]用TEM测得该磁性荧光双功能纳米材料的粒径为IOOnm ;用磁强计测得其饱和磁强度为18emu/g;用荧光光度计测得其有较强的荧光；
[0050]实施例2:
[0051]基于天然高分子的磁性荧光双功能纳米材料及其制备方法，具体步骤如下:
[0052]I)磁性流体纳米Fe3O4的合成
[0053]利用共沉淀法，称取1.3gFeCl3.6H20,0.5gFeS04.4H20,溶解于预先经氮气脱气的去离子水中，通入N2保护，加热至69°C，然后快速搅拌、缓慢加入6mL氨水。反应Ih后，利用外加磁场将所得沉淀从反应介质中分离出来，并用二次水清洗三次，得到纳米Fe3O4悬浮液，超声20min，得到的黑色溶液即为纳米Fe3O4磁流体。
[0054]2)壳聚糖-Fe3O4纳米微球的制备
[0055]取0.15gFe304磁流体与12mL12mg/mL壳聚糖(CS)乙酸溶液混合,超声分散15min。在搅拌下缓慢加入到55mL液体石腊和3mLspan-80的混合液中，充分搅拌。加入10mL9%乙二醛，升温至70°C，反应3h，得到的产物用磁铁收集。再依次用石油醚、丙酮、蒸馏水充分洗涤，得到壳聚糖-Fe3O4纳米微球。
[0056]3)壳聚糖-FITC的制备
[0057]将壳聚糖溶解于0.lmol/L醋酸溶液中，配成0.8%的溶液，加入Imol/LNaOH溶液调节PH至7.0-7.5。将FITC溶于甲醇，加入到壳聚糖溶液中，室温下避光反应4.5h。加入NaOH溶液至沉淀完全，离心后用70:30 (v: V)乙醇水溶液洗涤沉淀，直至上清液无明显紫外吸收，得到壳聚糖-FITC。
[0058]4)层层自组装制备磁性荧光纳米材料
[0059]将2)所得的壳聚糖-Fe3O4纳米微球分散在二次水中，加入100mLlg/L的纤维素羧酸钠水溶液，27°C下恒温震荡35min，将所得微球清洗三次。添加90mL壳聚糖-FITC的醋酸溶液(将壳聚糖-FITC溶解于0.lmol/L醋酸溶液中，配成1%的溶液)，23°C下恒温震荡25min，将所得微球清洗三次即完成一个双层的包覆。重复以上步骤一次即得到2个双层的磁性荧光双功能纳米材料。
[0060]用TEM测得该磁性荧光双功能纳米材料的粒径为60nm ;用磁强计测得其饱和磁强度为17emu/g;用荧光光度计测得其有较强的荧光；[0061]实施例3:
[0062]基于天然高分子的磁性荧光双功能纳米材料及其制备方法，具体步骤如下:
[0063]I)磁性流体纳米Fe3O4的合成
[0064]利用共沉淀法，称取1.4gFeCl3.6H20,0.5gFeS04.4H20,溶解于预先经氮气脱气的去离子水中，通入N2保护，加热至70°C，然后快速搅拌、缓慢加入6ml氨水。反应1.5h后，利用外加磁场将所得沉淀从反应介质中分离出来，并用二次水清洗三次，得到纳米Fe3O4悬浮液，超声25min，得到的黑色溶液即为纳米Fe3O4磁流体。
[0065]2)壳聚糖-Fe3O4纳米微球的制备
[0066]取0.13gFe304磁流体与24mL5mg/mL壳聚糖(CS)乙酸溶液混合,超声分散20min。在搅拌下缓慢加入到65mL液体石腊和3mLspan-80的混合液中，充分搅拌。加入12mL4%戍二醛，在30°C下搅拌lh，用0.lg/LNaOH溶液调PH至9，升温至75°C，继续搅拌2h，得到的产物用磁铁收集。再依次用石油醚、丙酮、蒸馏水充分洗涤，得到壳聚糖-Fe3O4纳米微球。
[0067]3)壳聚糖-FITC的制备
[0068]将壳聚糖溶解于0.15mol/L醋酸溶液中，配成1%的溶液，加入ImoI/LNaOH溶液调节PH至7.0-7.5。将FITC溶于甲醇，加入到壳聚糖溶液中，室温下避光反应4.5h。加入NaOH溶液至沉淀完全，离心后用70:30 (v: V)乙醇水溶液洗涤沉淀，直至上清液无明显紫外吸收，得到壳聚糖-FITC。
[0069]4)层层自组装制备磁性荧光纳米材料
[0070]将2)所得的壳聚糖-Fe3O4纳米微球分散在二次水中，加入100mLlg/L的纤维素硫酸钠水溶液，25 °C下恒温震荡30min，将所得微球清洗三次。添加90mLCS醋酸溶液(将壳聚糖溶解于0.lmol/L醋酸溶液中，配成1%的溶液)，25°C下恒温震荡40min，将所得微球清洗三次即完成一个双层的包覆。重复以上步骤至得到3个双层，最外层采用壳聚糖-FITC的醋酸溶液(将壳聚糖-FITC溶解于0.lmol/L醋酸溶液中，配成1%的溶液)。此时即得到的磁性荧光双功能纳米材料。
[0071]用TEM测得该磁性荧光双功能纳米材料的粒径为SOnm ;用磁强计测得其饱和磁强度为17emu/g;用荧光光度计测得其有较强的荧光；
[0072]实施例4:
[0073]基于天然高分子的磁性荧光双功能纳米材料及其制备方法，具体步骤如下:
[0074]I)磁性流体纳米Fe3O4的合成
[0075]利用共沉淀法，称取1.3gFeCl3.6H20,0.6gFeS04.4H20,溶解于预先经氮气脱气的去离子水中，通入N2保护，加热至70°C，然后快速搅拌、缓慢加入4ml氨水。反应Ih后，利用外加磁场将所得沉淀从反应介质中分离出来，并用二次水清洗三次，得到纳米Fe3O4悬浮液，超声25min，得到的黑色溶液即为纳米Fe3O4磁流体。
[0076]2)壳聚糖-Fe3O4纳米微球的制备
[0077]取0.2gFe304磁流体与25mL8mg/mL壳聚糖(CS)乙酸溶液混合,超声分散25min。在搅拌下缓慢加入到70mL液体石腊和4mLspan-80的混合液中，充分搅拌。加入8mL7%戍二醛，升温至60°C，反应5h，得到的产物用磁铁收集。再依次用石油醚、丙酮、蒸馏水充分洗涤，得到壳聚糖-Fe3O4纳米微球。
[0078]3)壳聚糖-FITC的制备[0079]将壳聚糖溶解于0.lmol/L醋酸溶液中，配成1.5%的溶液，加入Imol/LNaOH溶液调节PH至7.0-7.5。将FITC溶于甲醇，加入到壳聚糖溶液中，室温下避光反应5h。加入NaOH溶液至沉淀完全，离心后所得固体物质用70:30 (v: V)乙醇水溶液洗涤沉淀，直至上清液无明显紫外吸收，得到壳聚糖-FITC。
[0080]4)层层自组装制备磁性荧光纳米材料
[0081 ] 将2)所得的壳聚糖-Fe3O4纳米微球分散在二次水中，加入70mLlg/L的羧甲基纤维素钾水溶液，25°C下恒温震荡30min，将所得微球清洗三次。添加60mL壳聚糖-FITC醋酸溶液(将壳聚糖-FITC溶解于0.lmol/L醋酸溶液中，配成1%的溶液)，25°C下恒温震荡30min，将所得微球清洗三次即完成一个双层的包覆。重复以上步骤一次即得到2个双层的磁性荧光双功能纳米材料。
[0082]用TEM测得该磁性荧光双功能纳米材料的粒径为60nm ;用磁强计测得其饱和磁强度为18emu/g;用荧光光度计测得其有较强的荧光；
[0083]实施例5:
[0084]基于天然高分子的磁性荧光双功能纳米材料及其制备方法，具体步骤如下:
[0085]I)磁性流体纳米Fe3O4的合成
[0086]利用共沉淀法，称取IgFeCl3.6H20,0.4gFeS04.4H20,溶解于预先经氮气脱气的去离子水中，通入N2保护，加热至70°C，然后快速搅拌、缓慢加入3mL氨水。反应70min后，利用外加磁场将所得沉淀从反应介质中分离出来，并用二次水清洗三次，得到纳米Fe3O4悬浮液，超声25min，得到的黑色溶液即为纳米Fe3O4磁流体。
[0087]2)壳聚糖-Fe3O4纳米微球的制备
[0088]取0.HgFe3O4磁流体与18mL7mg/mL壳聚糖(CS)乙酸溶液混合,超声分散20min。在搅拌下缓慢加入到60mL液体石腊和3mLspan-80的混合液中，充分搅拌。加入10mL7%戍二醛，在35°C下搅拌lh，用0.lg/LNaOH溶液调PH至9，升温至75°C，继续反应2h，得到的产物用磁铁收集。再依次用石油醚、丙酮、蒸馏水充分洗涤，得到壳聚糖-Fe3O4纳米微球。
[0089]3)壳聚糖-FITC的制备
[0090]将壳聚糖溶解于0.lmol/L醋酸溶液中，配成1%的溶液，加入Imol/LNaOH溶液调节PH至7.0-7.5。将FITC溶于甲醇，加入到壳聚糖溶液中，室温下避光反应5h。加入NaOH溶液至沉淀完全，离心后用70:30(V:V)乙醇水溶液洗涤沉淀，直至上清液无明显紫外吸收，得到壳聚糖-FITC。
[0091]4)层层自组装制备磁性荧光纳米材料
[0092]将2)所得的壳聚糖-Fe3O4纳米微球分散在二次水中，加入80mLlg/L的纳米纤维素水溶液，25 °C下恒温震荡30min，将所得微球清洗三次。添加80mLCS醋酸溶液(将壳聚糖溶解于0.lmol/L醋酸溶液中，配成2%的溶液)，25°C下恒温震荡30min，将所得微球清洗三次即完成一个双层的包覆。重复以上步骤至得到3个双层，最外层采用壳聚糖-FITC的醋酸溶液(将壳聚糖-FITC溶解于0.lmol/L醋酸溶液中，配成2%的溶液)。此时即得到的磁性荧光双功能纳米材料。
[0093]用TEM测得该磁性荧光双功能纳米材料的粒径为90nm ;用磁强计测得其饱和磁强度为17emu/g;用荧光光度计测得其有较强的荧光；
[0094]实施例6:[0095]基于天然高分子的磁性荧光双功能纳米材料及其制备方法，具体步骤如下:
[0096]I)磁性流体纳米Fe3O4的合成[0097]利用共沉淀法，称取1.1gFeCl3.6H20,0.45gFeS04.4H20，溶解于预先经氮气脱气的去离子水中，通入N2保护，加热至70°C，然后快速搅拌、缓慢加入4ml氨水。反应Ih后，利用外加磁场将所得沉淀从反应介质中分离出来，并用二次水清洗三次，得到纳米Fe3O4悬浮液，超声20min，得到的黑色溶液即为纳米Fe3O4磁流体。
[0098]2)壳聚糖-Fe3O4纳米微球的制备
[0099]取0.15gFe304磁流体与18mL8mg/mL壳聚糖(CS)乙酸溶液混合,超声分散25min。在搅拌下缓慢加入到85mL液体石腊和4.2mLspan-80的混合液中，充分搅拌。加入8mL6%戊二醛，在40°C下搅拌lh，用0.lg/LNaOH溶液调PH至9，升温至70°C，继续反应80min，得到的产物用磁铁收集。再依次用石油醚、丙酮、蒸馏水充分洗涤，得到壳聚糖-Fe3O4纳米微球。
[0100]3)壳聚糖-FITC的制备
[0101]将壳聚糖溶解于0.12mol/L醋酸溶液中，配成1%的溶液，加入Imol/LNaOH溶液调节PH至7.0-7.5。将FITC溶于甲醇，加入到壳聚糖溶液中，室温下避光反应4.5h。加入NaOH溶液至沉淀完全，离心后用70:30 (v: V)乙醇水溶液洗涤沉淀，直至上清液无明显紫外吸收，得到壳聚糖-FITC。
[0102]4)层层自组装制备磁性荧光纳米材料
[0103]将2)所得的壳聚糖-Fe3O4纳米微球分散在二次水中，加入85mLlg/L的羧甲基纤维素钠钾水溶液，26°C下恒温震荡30min，将所得微球清洗三次。添加IOOmL壳聚糖-FITC醋酸溶液(将壳聚糖-FITC溶解于0.lmol/L醋酸溶液中，配成1%的溶液)，26°C下恒温震荡40min，将所得微球清洗三次即完成一个双层的包覆。重复以上步骤一次即得到2个双层的磁性荧光双功能纳米材料。
[0104]用TEM测得该磁性荧光双功能纳米材料的粒径为50nm ;用磁强计测得其饱和磁强度为19emu/g;用荧光光度计测得其有较强的荧光。
[0105]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.基于天然高分子的磁性荧光双功能纳米材料，其特征在于:以磁性粒子Fe3O4为核，壳聚糖和聚阴离子型纤维素为壳层材料，以异硫氰酸荧光素为荧光材料，通过层层自组装的方法得到。
2.如权利要求1所述的基于天然高分子的磁性荧光双功能纳米材料，其特征在于:聚阴离子纤维素为羧甲基纤维素钠、纤维素硫酸钠、纤维素羧酸钠、羧酸纤维素、羧甲基纤维素钾、羧甲基纤维素钠钾、纳米纤维素中的一种。
3.基于天然高分子的磁性荧光双功能纳米材料的制备方法，其特征在于:具体步骤如下: 步骤一、合成磁性流体纳米Fe3O4 步骤二、壳聚糖-Fe3O4纳米微球的制备 将Fe3O4磁流体与5-13mg/mL壳聚糖(CS)乙酸溶液混合，超声分散均匀；得到A ；Fe304与CS质量比例为1-1.2:1 ;同时将液体石蜡与表面活性剂(span-80)混合，混合比例为18-22:1 ;得到混合液B ;将A加入到混合液B中，常温下充分搅拌后，加入4%_9%的醛类；醛基与壳聚糖的摩尔比为20-2:1 ;反应结束后用磁铁收集产物；再依次用石油醚、丙酮、蒸馏水充分洗涤，即可得到壳聚糖-Fe3O4纳米微球； 步骤三、壳聚糖-FITC的制备 将壳聚糖溶解于酸性溶液中JfFITC溶于有机溶剂中；将二者混合；避光搅拌至反应结束；加入碱性溶液使沉淀完全，再用乙醇水溶液洗涤沉淀，直至上清液无紫外吸收；得到壳聚糖-FITC ； 步骤四、层层自组装制备磁性荧光纳米材料 方法一、将步骤二所得的壳聚糖-Fe3O4纳米微球分散在水中，加入聚阴离子型纤维素水溶液；至二者作用完全即完成一次包覆，得到纳米粒子C ;再将纳米粒子C加入到CS溶液，至二者作用完全即完成一次双层的包覆；在加入步骤三所得的壳聚糖-FITC，即得到磁性荧光双功能纳米材料； 方法二、将步骤二所得的壳聚糖-Fe3O4纳米微球分散在水中，加入聚阴离子型纤维素水溶液；至二者作用完全即完成一次包覆，得到纳米粒子C ;再将纳米粒子C加入到步骤三所得的壳聚糖-FITC溶液，至二者作用完全即完成一次双层的包覆；即得到磁性荧光双功能纳米材料。
4.如权利要求3所述的基于天然高分子的磁性荧光双功能纳米材料的制备方法，其特征在于:所述步骤二中为了减少反应时间，以及得到颗粒形状和粒径更佳的磁性粒子，在醛类充分分散后，再加入碱性溶液调PH至碱性。
5.如权利要求3所述的基于天然高分子的磁性荧光双功能纳米材料的制备方法，其特征在于:所述步骤二中的醛类包括甲醛、乙二醛、戊二醛。
6.如权利要求3所述的基于天然高分子的磁性荧光双功能纳米材料的制备方法，其特征在于:步骤三所述的酸性溶液不能为强酸溶液；所述的酸性溶液包括醋酸溶液、甲酸溶液。
7.如权利要求3所述的基于天然高分子的磁性荧光双功能纳米材料的制备方法，其特征在于:步骤三所述的有机溶剂包括甲醇、乙醇。
8.如权利要求3所述的基于天然高分子的磁性荧光双功能纳米材料的制备方法，其特征在于:步骤四中所述聚阴离子型纤维素与壳聚糖的表面电荷比为0.85-1.2:1。
9.如权利要求3所述的基于天然高分子的磁性荧光双功能纳米材料的制备方法，其特征在于:步骤四方法一中根据磁性和荧光强度的需求，在加入步骤三所得的壳聚糖-FITC前，可重复上述包覆过程若干次。
10.如权利要求3所述的基于天然高分子的磁性荧光双功能纳米材料的制备方法，其特征在于:步骤四方 法二中根据磁性和荧光强度的需求，可重复上述包覆过程若干次。
【文档编号】B82Y20/00GK103525405SQ201310493518
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年10月21日 优先权日:2013年10月21日
【发明者】王飞俊, 李佳, 邵自强 申请人:北京理工大学