专利名称：一种新型生物兼容磁性荧光纳米颗粒的制备方法
技术领域：
本发明涉及材料领域和生物技术领域，具体地说，是涉及制备新型生物兼容磁性荧光纳米颗粒的方法。
背景技术：
目前磁性纳米粒子和磁性荧光纳米粒子种类和制备的方法很多，但现有技术制备的磁性纳米粒子或磁性荧光纳米粒子，由于纳米级磁粒具有相当大的比表面能以及磁粒之间的吸引力，使得磁粒存在永久性的聚集作用，特别容易团聚，分散性不是很好；而且其生物相容性也不是很好。因此，防止磁粒团聚，并保持其长期稳定分散，成为磁性液体研究中的一项重要课题，稳定性也自然成为评价磁性液体的重要性能指标之一，它将直接影响磁性液体的使用性能和寿命。
通常的制备方法是向铁盐和亚铁盐溶液中加碱，碱的量瞬间过大的时候，会有大量的粒子生成，从而会有结块生成，所制得的粒子粒径较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型生物兼容磁性荧光纳米颗粒的制备方法。
通常的制备方法是向含有铁盐和亚铁盐的溶液中加碱，碱的量瞬间过大的时候，会有大量的粒子生成，从而会有结块生成；为了使所制备的磁性荧光纳米粒子粒径更小，分散性更好，能有更好的荧光效果，丰富其表面基团，使它的功能多样化，采用了新的实验方法和过程。
本发明采用化学共沉淀的方法，制备磁性荧光纳米粒子。先加入氨水，而氨水是弱碱，它使局部的碱的浓度不会改变太多，从而使生成的粒子的粒径不会太大；然后加入强碱如氢氧化钠，其作用主要是调节PH值的，使之充分的水解。通过实验过程对温度、PH值的控制以及减慢碱加入的速度、加入表面活性剂，来控制粒子的粒径以及其分散性。一般所制备得到的磁性纳米颗粒平均粒径不大于20nm。
为了使粒子的分散性更好，加入适量的表面活性剂，但是由于表面活性剂对人体有害，所以用紫外灯对其照射去除，避免其他的一些去除表面活性剂方法，如煅烧，造成的氧化。
在制备过程中中加入稀土金属离子，例如铕，使磁性纳米粒子具有荧光性能。由于其荧光效果持久，其示踪效果更好，克服了其他荧光剂寿命短的缺点。
还可以在表面包裹SiO2，使它的表面的基团更加丰富，从而使其用途更加广泛，特别是在生物方面的应用。
经研究可知，Fe3O4比其它的磁性纳米粒子具有更好的生物相容性，尤其是可以在包裹过程中加入曲拉通试剂；因为曲拉通(Triton X-100)是一种优异的表面活化剂，润湿及洗涤剂，可被用来做细胞破膜剂/细胞通透剂，即在细胞膜上打孔。这样抗体就能进入内与相关的抗原结合了。基于此，这种粒子更加可以应用在生物领域，特别是在治疗癌症时，使携带有抗体和药物的粒子更加容易找到靶细胞，杀死靶细胞。
本发明的技术方案如下a.向含有Fe3+离子和Fe2+离子的溶液中滴加氨水，超声搅拌，溶液颜色变为棕色后加入噻吩甲酰三氟丙酮与金属铕的配合物Eu(TTFA)3和表面活性剂，继续滴加氨水直至PH为8-9，氨水至少20分钟加入完毕，整个过程反应温度控制在50℃-60℃；b.用强碱调节PH至11-12，超声分散，搅拌，反应温度在50℃-60℃；c.洗涤干燥后收集沉淀，用紫外线照射去除表面活性剂。
其中，Fe3+离子和Fe2+离子的摩尔之比为3∶2-3∶1.8。
所使用的氨水浓度在25％-28％。
表面活性剂为十二烷基磺酸钠；以反应前含有Fe3+离子和Fe2+离子的溶液体积计，所加入的十二烷基磺酸钠为2.2g/L-3.8g/L。
步骤a中，溶液颜色变为棕色后加入噻吩甲酰三氟丙酮与金属铕的配合物Eu(TTFA)3，以此可以获得具有荧光性能的磁性纳米颗粒。所述噻吩甲酰三氟丙酮与金属铕的配合物Eu(TTFA)3与Fe3+离子质量比为1∶32-1∶85。
可以将所得到的磁性荧光纳米颗粒包裹二氧化硅外壳。
本发明可制得具有生物兼容性的荧光磁性纳米粒子。
平常的外面无修饰的粒子，5分钟左右就开始团聚了，而加入表面活性剂、表面包裹二氧化硅以后，即使是在强磁场的作用下，也要1小时左右才能沉积完全。
通过本发明的方法制备的新型生物兼容磁性荧光纳米颗粒，尤其是在包裹SiO2以后，在生物方面的应用更加广泛。
与现在的制备方法相比，本发明所制备的粒子粒径更小，更不容易团聚，而且经过加入稀土金属离子以后，荧光效果更好，更长久，特别是在生物方面的应用更加广泛。
图1磁力原子力显微镜观测到的荧光磁性纳米颗粒a为高度图；b为磁力图。
具体实施例方式
实施例1把5gEu2O3用7.4ml的36-38％浓盐酸(分析纯)溶解，不断搅拌使之充分溶解。干燥即可得EuCl3。将3∶1摩尔比的HTTA(噻吩甲酰三氟丙酮)和EuCl3分别溶解在无水乙醇中，待完全溶解后充分混合，并在50-70℃温度下反应12小时，将生成物用无水乙醇多次清洗，即可得到稀土配合物Eu(TTFA)3。
实施例2称取8.16g的FeCl3·6H2O和3.61g FeCl2·4H2O，分别溶于60ml和40ml水后，加入到三颈瓶中，混匀。
反应温度控制在50-60℃之间，向溶液中缓慢滴加25％的氨水，超声搅拌，待溶液变棕色之后，加入0.02g Eu(TTFA)3，再加入表面活性剂十二烷基磺酸钠(SDS)0.38g，继续加入氨水，直至PH为9，氨水总量约11-12ml，滴加时间间隔为6-8秒；然后加入2mol/LNaOH溶液，调节PH值为11-12，不断超声搅拌，使之反应完全。反应过程中控制反应的温度在50-60℃之间以及溶液的PH值要达到11-12。超声分散一小时，搅拌半小时，磁沉淀，洗涤，洗去杂质离子。然后再超声分散半小时，即得到具有荧光性能的Fe3O4磁性液体。
若需荧光磁性纳米颗粒粉体只需将制得的磁性液体干燥，然后在紫外灯下照射约半小时除去表面活性剂即可。
所制备的磁性纳米颗粒用磁力原子力显微镜观测，照片如附图1所示。所得到的磁性荧光纳米颗粒平均直径不超过20nm。
实施例3Eu(TTFA)3用量为0.05g，表面活性剂十二烷基磺酸钠(SDS)的用量为0.22g，其余操作同实施例2。
所得到的具有荧光性能的磁性纳米颗粒平均直径不超过20nm。
实施例4按照4∶1的比例将20ml的环己烷和5ml正己醇加入到250ml的锥形瓶中，再加入5ml的曲拉通，摇匀直至溶液无色透明，再加入2-4ml左右的二次蒸馏水，摇匀溶液成无色透明为止。用电子天平准确称取20mg的实施例2或3所制备的具有荧光性能的磁性纳米粒子，加入到锥形瓶中摇匀，封口超声半小时左右，超声后静置20分钟，将静置后的溶液倒入三颈瓶中，在35℃的水浴中，把搅拌速度控制在600-800转/分之间，搅拌10分钟后，缓慢加入1.5-2.5ml氨水，滴加完后，封口搅拌半小时。然后加入0.9-1.5ml的正硅酸乙酯，封口搅拌12小时，确保正硅酸乙酯完全水解。磁力沉降，乙醇洗涤后，于120℃干燥12小时，450℃时煅烧1小时，然后再升温到550℃煅烧1小时。将煅烧后的粒子退火后，重新超声分散到二次水中，即得到包裹后的具有荧光性能的磁性纳米粒子。
实施例5用电子天平称取0.5g实施例2或3所制备的具有荧光性能的磁性纳米粒子加入50ml的无水乙醇中，将混合溶液超声分散15分钟；将分散后的溶液转入250ml的三口瓶中，加入1.5-1.8ml左右的正硅酸乙酯，在600-800转/分钟搅拌下逐渐加0.5-1ml的氨水，在38℃水浴条件下反应5h；在磁场作用的条件下，将反应后的溶液每次用10ml的蒸馏水反复洗涤，直至清洗后的溶液不再变浑浊；把得到的物质置于80℃的真空干燥箱中干燥12小时，最终得到包裹后的具有荧光性能的磁性纳米粒子。
权利要求
1.一种新型生物兼容磁性荧光纳米颗粒的制备方法，包括以下步骤a.向含有Fe3+离子和Fe2+离子的溶液中滴加氨水，超声搅拌，溶液颜色变为棕色后加入噻吩甲酰三氟丙酮与金属铕的配合物Eu(TTFA)3和表面活性剂，继续滴加氨水直至PH为8-9，滴加氨水的时间至少为20分钟，整个过程反应温度控制在50℃-60℃；b.用强碱调节PH至11-12，超声分散，搅拌，反应温度在50℃-60℃；c.洗涤干燥后收集沉淀，用紫外线照射去除表面活性剂。
2.权利要求1的新型生物兼容磁性荧光纳米荧光颗粒的制备方法，其特征在于，将所得到的磁性纳米颗粒包裹二氧化硅外壳。
3.权利要求1的新型生物兼容磁性荧光纳米颗粒的制备方法，其特征在于，Fe3+离子和Fe2+离子的摩尔之比为3∶2-3∶1.8。
4.权利要求1的新型生物兼容磁性荧光纳米颗粒的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠；以反应前含有Fe3+离子和Fe2+离子的溶液体积计，所加入的十二烷基磺酸钠为2.2g/L-3.8g/L。
5.权利要求1的新型生物兼容磁性荧光纳米颗粒的制备方法其特征在于，所述噻吩甲酰三氟丙酮与金属铕的配合物Eu(TTFA)3与Fe3+离子质量比为1∶32-1∶85。
全文摘要
本发明公开了一种制备生物兼容磁性荧光纳米颗粒的新方法。通过化学共沉淀法得到Fe
文档编号C01G49/02GK101055782SQ200710037959
公开日2007年10月17日 申请日期2007年3月9日 优先权日2007年3月9日
发明者张春明, 董亚明 申请人:上海师范大学