专利名称：一种磁性纳米链的制备及使用方法
技术领域：
本发明属于磁性纳米链的制备方法这一技术领域，特别属于水溶性磁性纳米链的制备方法这一技术领域。
背景技术：
近年来，磁性纳米颗粒由于具有超顺磁性、生物相容性等特点，在生物分离与检测，核磁共振成像，以及药物控制释放等领域等广泛的应用，但纳米颗粒因为其操纵困难，不容易实现器件化，从而影响了它的应用。而一维纳米材料具有易器件化的特点，所以可将磁性纳米颗粒组装成链。目前通常利用外磁场诱导的方法将磁性纳米颗粒组装成纳米链，所述的磁性纳米链为磁性纳米颗粒之间通过磁极的相互作用连成链状，其制成的磁性纳米链的稳定性很差，当外磁场去除后，磁性纳米链很容易解体。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种稳定性好的磁性纳米链的制备方法。
本发明解决技术问题的技术方案为在搅拌情况下，将含有磁性金属离子的水溶液加入亲水性聚合物的水溶液中，磁性金属离子与亲水性聚合物的重量比为10-100∶1，调整溶液的PH值为9-11，加入水合肼溶液，将溶液转入到密闭条件下，在150-180℃保温不小于10小时，分离干燥即可。
磁性金属离子与亲水性聚合物的重量比为20-100∶1。
所述的磁性金属离子为Fe3+、Co2+、Ni2+。
优选的为Fe3+。
所述的亲水性聚合物为侧链含有羧基的聚丙烯酸，聚甲基丙烯酸，丙烯酸或甲基丙烯酸的共聚物。
优选的为分子量5000-20000的聚丙烯酸。
磁性纳米链的使用方法为将磁性纳米链与生物活性分子反应，生成具有生物活性的磁性纳米链。
所述的活性分子为C2-12直链或支链的二胺，氨基酸，C2-12直链或支链的羟胺。
磁性纳米链的组装方法称取干燥的磁性纳米链，加入溶剂超声处理不小于5分钟，或者直径用制备好的磁性纳米链悬浊液，用注射器取少量上述悬浊液，滴在位于磁场中的衬底上，衬底可以是硅片、载玻片、导电玻璃等，在室温下慢慢挥发干燥即可。通过调节磁场的方向可以在衬底上获得纳米链的有序花样排列。
申请人认为在碱性溶液中，亲水性聚合物的羧基电离成羧酸根离子，把金属离子加入到溶液中时，金属离子和羧酸根离子通过静电作用相结合，在还原剂作用下，获得磁性氧化物以及磁性金属的纳米颗粒，由于聚合物的模板作用，磁性纳米颗粒连接成链，本发明是在含羧基侧链的亲水性溶液中原位制备纳米颗粒，是磁性纳米颗粒和聚合物的复合材料，由于聚合物本身的分散性和亲水性，所制备磁性纳米链不易团聚且在多种处理条件下均保持稳定。而且通过表面的活性基团，可以有效地在磁性纳米链表面进一步修饰连接各种生物活性分子，可应用于化学和生物医学分离、药物输送、医学成像及治疗等多个领域。更为重要的是，磁性纳米链在磁场中，可以进行组装，易实现器件化。
本发明与现有技术相比，磁性纳米链的制备方法简单，所制备的磁性纳米链具有不易团聚，稳定性好等特点，在生物医学和化学领域具有重要的应用价值。
图1是实施例1所制备的磁性纳米链的扫描电子显微照片。
图2是实施例1所制备的磁性纳米链的透射电子显微照片。
图3是实施例1.所制备的磁性纳米链在磁场中的有序排列。
图4是实施例1.所制备的磁性纳米链在磁场中的有序排列。
图5是实施例1所制备的磁性纳米链的磁性曲线。
具体实施例方式下面是本发明非限定制备实施例，通过这些实施例对本发明作进一步描述。
实施例1磁性氧化铁纳米链的制备。
配制30L，0.02M的FeCl3·6H2O溶液，在剧烈搅拌下，向其中加入重量浓度为30％分子量为5000的聚丙烯酸溶液10L，向混合溶液中滴加NaOH溶液至pH为10，加入重量浓度为80％水合肼溶液5L，继续搅拌30分钟，将溶液转入具有聚四氟乙烯内胆的不锈钢高压釜中，在150℃时水热处理12小时，冷却后获得一黑色的悬浊液，离心分离，105℃真空干燥获得黑色粉末。
通过X射线衍射分析，X射线光电子能谱分析获知产物为Fe3O4。扫描电子显微镜和透射电子显微镜观测上述方法制备的产品，得到结果如图1和图2。可以看出，产物为纳米链，这种纳米结构尺寸均匀，直径为50nm左右，长度为十几个微米，无明显的团聚，在水中具有良好的的分散性和稳定性。
其磁性曲线图5显示实施例2磁性钴纳米链的制备。
配制30L，0.1M的CoCl2·6H2O溶液，在剧烈搅拌下，向其中加入重量浓度为30％的分子量为10000聚甲基丙烯酸溶液10L，向混合溶液中滴加NaOH溶液至pH为9，加入重量浓度为80％水合肼溶液10L，继续搅拌30分钟，将溶液转入具有聚四氟乙烯内胆的不锈钢高压釜中，在160℃时水热处理10小时，冷却后获得一黑色的悬浊液，离心分离，105℃真空干燥获得黑色粉末。
实施例3磁性镍纳米链的制备。
配制30L，0.2M的NiSO4·7H2O溶液，在剧烈搅拌下，向其中加入重量浓度为30％的丙烯酸与甲基丙烯酸的共聚物溶液(分子量为20000)10L，向混合溶液中滴加NaOH溶液至pH为11，加入重量浓度为80％水合肼溶液15L，继续搅拌30分钟，将溶液转入具有聚四氟乙烯内胆的不锈钢高压釜中，在180℃时水热处理15小时，冷却后获得一黑色的悬浊液，离心分离，105℃真空干燥获得黑色粉末。
实施例4用实施例1所制备的磁性纳米材料上用丙氨酸进行修饰。
称取0.5克制备的磁性纳米链，加入30ml水，超声10分钟，加入0.1mol丙氨酸，磁力搅拌12小时过夜。分离产物并用水清洗约10次。105℃真空干燥12小时，获得生物活性的磁性纳米链。
实施例5用实施例2所制备的磁性纳米材料上用乙二胺进行修饰。
称取0.5克制备的磁性纳米链，加入30ml水，超声10分钟，加入0.1mol乙二胺，磁力搅拌12小时过夜。分离产物并用水清洗约10次。105℃真空干燥12小时，获得生物活性的磁性纳米链。
实施例6用实施例3所制备的磁性纳米材料上用直链己二胺进行修饰。
称取0.5克制备的磁性纳米链，加入30ml水，超声10分钟，加入0.1mol己二胺，磁力搅拌12小时过夜。分离产物并用水清洗约10次。105℃真空干燥12小时，获得生物活性的磁性纳米链。
实施例7实施例1的组装方法准备好一片10×5×0.5立方毫米的硅片，用丙酮超声清洗0.5小时，在用去离子水超声10分钟，干燥后置于一磁场中，用注射器取少量实施例1所制备的磁性纳米链的悬浊液，滴在硅片上，室温挥发干燥，扫描电子显微镜观察，结果如图3所示；将磁场方向变为与原来垂直的方向，在原来的硅片上继续滴加悬浊液，室温挥发干燥，扫描电子显微观察，结果如图4所示。可以看出，在磁场作用下，磁性纳米链发生了有序排列，这种有序结构可以用于高灵敏度的生物医学和化学检测，实现纳米生物化学检测的器件化。
权利要求
1.一种磁性纳米链的制备方法，其特征在于在搅拌情况下，将含有磁性金属离子的水溶液加入亲水性聚合物的水溶液中，磁性金属离子与亲水性聚合物的重量比为10-100∶1，调整溶液的PH值为9-11，加入水合肼溶液，将溶液转入到密闭条件下，在150-180℃保温不小于10小时，分离干燥即可。
2.根据权利要求1所述的一种磁性纳米链的制备方法，其特征在于磁性金属离子与亲水性聚合物的重量比为20-50∶1。
3.根据权利要求1所述的一种磁性纳米链的制备方法，其特征在于所述的磁性金属离子为Fe3+、Co2+、Ni2+。
4.根据权利要求3所述的一种磁性纳米链的制备方法，其特征在于所述的磁性金属离子为Fe3+。
5.根据权利要求1所述的一种磁性纳米链的制备方法，其特征在于所述的亲水性聚合物为侧链含有羧基的聚丙烯酸，聚甲基丙烯酸，丙烯酸或甲基丙烯酸的共聚物。
6.根据权利要求5所述的一种磁性纳米链的制备方法，其特征在于所述的亲水性聚合物为聚丙烯酸。
7.一种权利要求1所述的一种磁性纳米链的使用方法，其特征在于将磁性纳米链与生物活性分子反应，生成具有生物活性的磁性纳米链。
8.根据权利要求7所述的一种磁性纳米链的使用方法，其特征在于所述的活性分子为C2-12直链或支链的二胺，氨基酸，C2-12直链或支链的羟胺。
全文摘要
本发明公开了一种磁性纳米链的制备及使用方法，其技术方案为在搅拌情况下，将含有磁性金属离子的水溶液加入亲水性聚合物的水溶液中，磁性金属离子与亲水性聚合物的重量比为10－100∶1，调整溶液的pH值为9－11，加入水合肼，将溶液转入到密闭条件下，在150－180℃保温不小于10小时，分离干燥即可，用本发明所制备的磁性纳米链与生物活性分子反应，生成具有生物活性的磁性纳米链，本发明与现有技术相比，磁性纳米链的制备方法简单，所制备的磁性纳米链具有不易团聚，稳定性好等特点，在生物医学和化学领域具有重要的应用价值。
文档编号C04B35/626GK101026030SQ20061016156
公开日2007年8月29日 申请日期2006年12月26日 优先权日2006年12月26日
发明者耿保友, 刘小网 申请人:安徽师范大学