专利名称：磁光双功能CNT/Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>@SiO<sub>2</sub>(FITC)一维纳米复合材料的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种CNTz^e3O4IgSiO2 (FITC) —维纳米复合材料的制备方法。
背景技术：
碳纳米管具有优良的力学、电学等特性及一维纳米结构，在纳米电子器件、复合材 料增强相、能源材料、生物医用领域有广阔的应用前景。四氧化三铁纳米粒子具有优异的磁 性能和良好的生物相容性，可以用于靶向给药、癌症热疗、磁共振成像。目前，有研究者在 CNT上组装!^e3O4纳米颗粒，制备成磁流变液、电极材料、靶向药物载体等。CNT/Fe304纳米复 合材料只具有磁性，没有发光性能。
发明内容
本发明的目的是为了提供了磁光双功能CNTA^3O4IgSiO2 (FITC) —维纳米复合材料 的制备方法。磁光双功能CNTZ^e3O4IgSiA (FITC) 一维纳米复合材料的制备方法是按下述步骤进 行一、称取150mg多壁碳纳米管、50 IOOmg乙酰丙酮铁和25mL三甘醇后混合，然后超 声分散至均勻后以100 200mL/min的气流速度通入氩气5分钟，再以5°C /min的升温速 度加热至三甘醇沸点回流30 60min，冷却用无水乙醇洗涤4次，磁分离，干燥 即得到CNTz^e3O4 ；二、取IOmg异硫氰酸荧光素分子、0. 5 2mLAPS硅烷偶联剂和8mL无水 乙醇后混合，Ar气保护条件下避光搅拌12小时，即得到APS-FITC，放在3°C冰箱中保存待 用；三、取20mg步骤一制得的CNTz^e3O4，然后加入15mL无水乙醇、5mL超纯水、3ml氨水和 5mL APS-FITC，超声分散均勻后，避光机械搅拌下以0. 2mL/h的速度滴加0. 1 ImL正硅酸 乙酯(TEOS)，然后继续搅拌10小时，无水乙醇洗涤、磁性磁分离、干燥后即得到CNT/Fe304@ SiO2(FITC)复合材料。本发明采用多元醇法和Mober方法制备出一种兼具磁光双功能的CNT/i^304@ SiO2(FITC) 一维纳米复合材料。复合材料为一维同轴缆结构，芯部为CNTz^e3O4磁性纳米 管，外层为SW2 (FITC)，复合材料平均直径约为lOOnm。该复合材料呈现超顺磁性，饱和磁 化强度大；自身不易团聚，在外加磁场作用下有良好的响应，在构建电子器件及靶向载药 时操作方便。同时该复合材料发光强度高，荧光泄漏程度小，在水中浸泡8天后荧光强度 仍然为初始强度的68. 5% ；荧光稳定性好，高压紫外汞灯照射140分钟后发光强度仍然能 达到初始强度的62.6%，有望在生物标识、手术中可视治疗、可视载药等方面的应用中体 现良好的光学特性。该复合材料的一维纳米结构有利于其用于药物载体及组装光电器件。 SiO2(FITC)均勻包覆在CNTz^e3O4磁性碳纳米管表面，赋予材料更好的生物相容性。以上特 性使CNT/^e304@Si02 (FITC) —维纳米复合材料在靶向可视载药、术前诊断、术中治疗、组装 光电器件方面有应用潜力。
图1是具体实施方式
六制备的CNT/i^304@Si02(FITC)复合材料的透射电镜形貌 图；图2是CNTA^3O4IgSiO2 (FITC)复合材料的红外吸收谱图；图3是未加磁场复合材料在乙 醇中分散情况的照片；图4是加磁场前后复合材料在乙醇中分散情况的照片；图5是CNT/ Fe304iSi02 (FITC)复合材料的荧光发射光谱图；图6是CNTA^3O4IgSiO2 (FITC)复合材料的稳 定性测试图，图中■表示CNTz^e3O4OSiA(FITC)， 表示FITC。
具体实施例方式具体实施方式
一本实施方式中磁光双功能CNTZ^e3O4IgSiA (FITC) 一维纳米复合 材料的制备方法是按下述步骤进行一、称取150mg多壁碳纳米管、50 IOOmg乙酰丙酮铁 和25mL三甘醇后混合，然后超声分散至均勻后以100 200mL/min的气流速度通入氩气5 分钟，再以5°C /min的升温速度加热至三甘醇沸点)回流30 60min，冷却用无水乙 醇洗涤4次，磁分离，干燥即得到CNTz^e3O4 ；二、取IOmg异硫氰酸荧光素分子、0. 5 2mLAPS 硅烷偶联剂和8mL无水乙醇后混合，Ar气保护条件下避光搅拌12小时，即得到APS-FITC， 放在3°C冰箱中保存待用；三、取20mg步骤一制得的CNTz^e3O4，然后加入15mL无水乙醇、 5mL超纯水、3ml氨水和5mL APS-FITC，超声分散均勻后，避光机械搅拌下以0. 02mL/h的速 度滴加0. 1 ImL正硅酸乙酯(TEOS)，然后继续搅拌10小时，无水乙醇洗涤、磁性磁分离、 干燥后即得到CNTA^3O4IgSiO2(FITC)复合材料。
具体实施方式
二 本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤一所述超声分散 所用功率为150W，超声分散所需10分钟。其它步骤和参数与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三本实施方式与具体实施方式
一或二不同的是步骤一干燥时间 为10小时和干燥温度为45°C。其它步骤和参数与具体实施方式
一或二相同。
具体实施方式
四本实施方式与具体实施方式
一至三之一不同的是步骤三所述 超声分散所用功率为150W，超声分散所需10分钟。其它步骤和参数与具体实施方式
一至三 之一相同。
具体实施方式
五本实施方式与具体实施方式
一至四之一不同的是步骤三干燥 时间为10小时和干燥温度为45°C。其它步骤和参数与具体实施方式
一至四之一相同。
具体实施方式
六磁光双功能CNTZ^e3O4IgSiA (FITC) 一维纳米复合材料的制备方 法是按下述步骤进行一、称取150mg多壁碳纳米管、80mg乙酰丙酮铁和25ml三甘醇后混 合，然后超声分散至均勻后以150mL/min的气流速度通入氩气5分钟，再以5°C /min的升 温速度加热至三甘醇沸点)回流30 60min，冷却用无水乙醇洗涤4次，磁分离， 干燥即得到CNTz^e3O4 ；二、取IOmg异硫氰酸荧光素分子、ImlAPS硅烷偶联剂和8ml无水乙 醇后混合，Ar气保护条件下避光搅拌12小时，即得到APS-FITC，放在3°C冰箱中保存待用； 三、取20mg步骤一制得的CNTz^e3O4，然后加入15ml无水乙醇、5ml超纯水、3ml氨水和5ml APS-FITC，超声分散均勻后，避光机械搅拌下以0. 02ml/h的速度滴加0. 5mlTE0S，然后继续 搅拌10小时，无水乙醇洗涤、磁性磁分离、干燥后即得到CNT/i^304@Si02 (FITC)复合材料。图1是CNTZ^e3O4IgSiO2 (FITC)复合材料的透射电镜形貌，SiO2 (FITC)均勻包覆在 CNTz^e3O4磁性碳纳米管表面，呈现出同轴缆状结构。复合材料平均直径约为lOOnm。图2是CNT/Fe304iSi02 (FITC)复合材料的红外吸收谱。其中位于3420cm—1和1632cm"1处的峰均是纳米SiO2表面活性羟基的特征吸收峰10960^1处的峰对应于Si-O-Si 键的反对称伸缩振动；797cm—1处的峰对应于Si-O-Si键的伸缩振动^McnT1处的吸收峰对 应于 vs (Si-O(H))伸缩振动；和 Aeknr1V(O-Si-O)基团的振动峰。578CHT1 处的!^e3O4V(Fe-O) 振动吸收峰。说明复合材料中同时有S^2和狗304。图3是加磁场前后复合材料在乙醇中分散情况的照片。加磁场前，复合材料均勻 分散在乙醇中；加磁场后，在外加磁场作用下纳米复合材料全部聚集到磁铁附近。可见复合 材料具有很好的磁响应特性。图4是CNTA^3O4IgSiO2 (FITC)复合材料的荧光发射谱。复合材料在520nm处有发 射峰，这是FITC的发射峰。复合材料质量浓度相同的条件下，随着SiO2 (FITC)包覆量增多 复合材料发射峰增强。图5为复合材料在紫外高压汞灯照射下荧光稳定性。经光照140分钟后纯FITC 荧光强度降低为初始强度的38. 9%，复合材料荧光强度降低为初始强度的62. 6%。这表明 复合材料由于包覆了 SiO2,对荧光素起到了保护作用。综上所述，CNT/Fe304iSi02 (FITC) 一维纳米复合材料呈现超顺磁特性并且饱和磁 化强度高。荧光发射峰位于520nm可见光处，荧光强度高，并且荧光泄漏弱，荧光稳定性好。 有望用于靶向可视载药、术中可视治疗以及组装光电器件。
权利要求
1.磁光双功能CNTA^3O4IgSiO2(FITC) —维纳米复合材料的制备方法，其特征在于磁光 双功能CNTA^3O4IgSiO2(FITC) —维纳米复合材料的制备方法是按下述步骤进行一、称取 150mg多壁碳纳米管、50 IOOmg乙酰丙酮铁和25mL三甘醇后混合，然后超声分散至均勻 后以100 200mL/min的气流速度通入氩气5分钟，再以5°C /min的升温速度加热至三甘 醇沸点回流30 60min，冷却用无水乙醇洗涤4次，磁分离，干燥即得到CNTz^e3O4 ；二、取 IOmg异硫氰酸荧光素分子、0. 5 2mLAPS硅烷偶联剂和SmL无水乙醇后混合，Ar气保护条 件下避光搅拌12小时，即得到APS-FITC，放在；TC冰箱中保存待用；三、取20mg步骤一制得 的CNTz^e3O4，然后加入15mL无水乙醇、5mL超纯水、3ml氨水和5mL APS-FITC,超声分散均 勻后，避光机械搅拌下以0. 02mL/h的速度滴加0. 1 ImL正硅酸乙酯(TEOS)，然后继续搅 拌10小时，无水乙醇洗涤、磁性磁分离、干燥后即得到CNTA^3O4IgSiO2(FITC)复合材料。
2.根据权利要求1所述磁光双功能CNTA^3O4IgSiO2(FITC) —维纳米复合材料的制备方 法，其特征在于步骤一所述超声分散所用功率为150W，超声分散所需10分钟。
3.根据权利要求2所述磁光双功能CNTA^3O4IgSiO2(FITC) —维纳米复合材料的制备方 法，其特征在于步骤一干燥时间为10小时和干燥温度为45°C。
4.根据权利要求3所述磁光双功能CNTA^3O4IgSiO2(FITC) —维纳米复合材料的制备方 法，其特征在于步骤三所述超声分散所用功率为150W，超声分散所需10分钟。
5.根据权利要求1-4中任一项权利要求所述磁光双功能CNTA^3O4IgSiO2(FITC) —维纳 米复合材料的制备方法，其特征在于步骤三干燥时间为10小时和干燥温度为45°C。全文摘要
磁光双功能CNT/Fe3O4@SiO2(FITC)一维纳米复合材料的制备方法，它涉及一种CNT/Fe3O4@SiO2(FITC)一维纳米复合材料的制备方法。本发明目的是提供磁光双功能CNT/Fe3O4@SiO2(FITC)一维纳米复合材料的制备方法。本发明方法如下一、制备CNT/Fe3O4；二、制备APS-FITC；三、制备CNT/Fe3O4@SiO2(FITC)复合材料。应用在靶向可视载药、术前诊断、术中治疗、组装光电器件方面。
文档编号A61K49/00GK102061162SQ20101056350
公开日2011年5月18日 申请日期2010年11月29日 优先权日2010年11月29日
发明者李静, 蔡伟, 隋解和 申请人:哈尔滨工业大学