专利名称：磁性羧化壳聚糖/掺杂稀土复合微粒及其制备方法
技术领域：
本发明涉及磁性羧化壳聚糖/掺杂稀土复合微粒及其制备方法，属于生物标记领域。
背景技术：
具有很好的磁响应性与荧光特性的多功能纳米微粒在靶向药物、酶的固定化、生物分子测定、细胞的分离、核磁共振成像与荧光成像等领域有广泛的应用前景，是近年来的研究热点。已经报道的有!^e3O4-量子点、!^e3O4-有机染料、!^e3O4-稀土等复合微粒，一般都是先制备狗304及量子点等纳米微粒，然后用S^2或高分子材料包覆，再在包覆层通过化学反应引入活性基团进行改性，提高其生物相容性，与其他物质连接。掺杂稀土发光纳米微粒作为荧光标记材料具有一系列突出的优点，如毒性低、化学稳定性好、发光强度高而稳定、Stokes位移大和抗光漂白等，不但能克服有机染料类发光标记物质稳定性差的缺点，还能有效地解决量子点的细胞毒性和光闪烁问题。掺杂稀土发光纳米微粒在生物学领域应用已受到重视。!^e3O4具有较好的磁响应性，无毒副作用，在体内循环时间较长，其在细胞分离、靶向载药、磁共振成像、肿瘤磁介导热疗等方面有着广泛的应用。羧化壳聚糖是一种水溶性好的生物大分子，无毒副作用，生物相容性好。分子中含有大量的-C00H，-NH2和-OH基团，易于进行改性，与其他物质连接。磁性羧化壳聚糖/掺杂稀土复合微粒通过羧化壳聚糖将!^e3O4与掺杂稀土发光纳米微粒结合于一体，具有很好的磁响应性与荧光特性，生物相容性好，毒性低，可作为多功能生物标记探针用于核磁共振成像与荧光成像，在靶向药物、酶的固定化、生物分子测定、 细胞的分离等领域有广泛的应用。目前未见有相关研究报道。
发明内容
本发明的内容是双功能的磁性羧化壳聚糖/掺杂稀土复合微粒及其原位合成方法。本发明提供的磁性羧化壳聚糖/掺杂稀土复合微粒，其中磁性羧化壳聚糖由羧化壳聚糖与二价铁盐、三价铁盐反应生成，Fe3+与狗2+的质量比为2:1，羧化壳聚糖与狗3+的质量比为10/1 22/1 ；
掺杂稀土由LaF3和EuF3组成，EuF3的摩尔百分数为20-80% ；或掺杂稀土由LaF3、CeF3 和TbF3组成，CeF3的摩尔百分数为20-80%，TbF3的摩尔百分数为5-30% ； La3+与Fe3+的质量比为5/1 9/1。上述复合微粒的制备方法是
1)将羧化壳聚糖溶于水配制成浓度为0.1 0. 2wt%的溶液；
2)在配好的羧化壳聚糖溶液中添加二价铁盐和三价铁盐，Fe3+与狗2+的质量比为2:1， 羧化壳聚糖与狗3+的质量比为10/1 22/1，调节pH为8-14，于温度40_80°C下，反应l_6h， 生成磁性羧化壳聚糖；
3)在步骤2得到的溶液中，调节pH为3-8，添加La和Eu的氯化物，其中Eu氯化物的摩尔百分数为20-80%, La3+与Fe3+的质量比为5/1 9/1 ；或添加La、Ce和Tb氯化物，其中Ce氯化物的摩尔百分数为20-80%，Tb氯化物的摩尔百分数为5-30%，La3+与!^3+的质量比为5/1 9/1 ；混勻后再加入氟化铵溶液，于20 90°C下反应0. 5 8h ； 4)反应结束后，磁分离、水洗，制得磁性羧化壳聚糖/掺杂稀土复合微粒。制好的复合微粒进行磁响应性观察及荧光测定，该复合微粒表现出较强的磁响应性能和荧光性能。本发明的复合微粒既具有较强的磁响应性能，又具有较好的荧光性能；制备方法简便易行、条件温和、无毒；在生物、医药等方面应用前景广阔。
图1实施例1制得复合粒子荧光光谱图(激发波长λ =290nm)； 图2实施例1制得复合粒子在紫外灯下；
图3实施例1制得复合粒子在紫外灯和磁场作用下； 图4实施例2制得复合粒子荧光光谱图(激发波长λ =397nm)。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但不限制本发明。实施例1
称取0. 1500g羧化壳聚糖溶解于150mL 二次水中，加入到250mL三口烧瓶中， 氮气保护下，超声搅拌 30min。加 Λ 2. 2mL 铁盐(FeCl3 · 6H20 0. 0216g, FeCl2 · 4H20 0. 0162g)，搅拌均勻，滴加0. 65mL 28wt%的氨水，反应液pH 11，升温到80°C，继续反应池。反应结束后，用盐酸调节其PH至6左右，温度维持60°C，按顺序于三口烧瓶中加入 3. 2mLLaCl3-7H20 (0. 64mmol)，3. 6mLCeCl3-7H20 (0. 62mmol)，1. 2mLTbCl3.6H20 (0. 24mmol)，最后加入IOmLNH4F溶液(4. 5 mmol NH4F, IOmL去离子水)，持续搅拌lh。反应结束后，磁分离、水洗，将最终产品分散于适量去离子水中，室温保存。所得产品表现出良好的磁响应性与荧光特性。实施例2
称取0. 1500g羧化壳聚糖溶解于150mL 二次水中，加入到250mL三口烧瓶中， 氮气保护下，超声搅拌 30min。加 Λ 2. 2mL 铁盐(FeCl3 · 6H20 0. 0203g, FeCl2 · 4H20 0. 0159g)，搅拌均勻，滴加0. 65mL 28wt%的氨水(反应液pH 11)，升温至60°C，继续反应池。反应结束后，用盐酸调节其PH至6左右，温度维持60°C，按顺序于三口烧瓶中加 Λ 3. 2mLLaCl3-7H20(0. 64mmol)，3. 6mLEuCl3-7H20 (0. 60mmol)，最后加入 IOmLNH4F 溶液 (3. BmmolNH4F, IOmL去离子水)，持续搅拌lh。反应结束后，磁分离、水洗，将最终产品分散于适量去离子水中，室温保存。所得产品表现出良好的磁响应性与荧光特性。实施例3
称取0. 1500g羧化壳聚糖溶解于150mL 二次水中，加入到250mL三口烧瓶中， 氮气保护下，超声搅拌 30min。加 Λ 2. 2mL 铁盐(FeCl3 · 6H20 0. 0216g, FeCl2 · 4H20 0. 0162g)，搅拌均勻，滴加0. 65mL 28wt%的氨水(反应液pH 11)，升温至60°C，继续反应证。反应结束后，用盐酸调节其PH至6左右，温度维持60°C，按顺序于三口烧瓶中加入 3. 2mLLaCl3-7H20 (0. 64mmol)，3. 6mLCeCl3-7H20 (0. 72mmol)，1. 2mLTbCl3.6H20 (0. 24mmol)，最
4后加入IOmLNH4F溶液(4. 8 mmol NH4F, IOmL去离子水)，持续搅拌池。反应结束后，磁分离、水洗，将最终产品分散于适量去离子水中，室温保存。所得产品表现出良好的磁响应性与荧光特性。实施例4
称取0. 2000g羧化壳聚糖溶解于150mL 二次水中，加入到250mL三口烧瓶中， 氮气保护下，超声搅拌 30min。加 Λ 2. 2mL 铁盐(FeCl3 · 6H20 0. 0203g, FeCl2 · 4H20 0. 0159g)，搅拌均勻，滴加0. 75mL 28wt%的氨水(反应液pH 10)，升温至60°C，继续反应池。反应结束后，用盐酸调节其PH至6左右，温度维持40°C，按顺序于三口烧瓶中加入 3. 2mLLaCl3-7H20 (0. 64mmol)，3. 6mLCeCl3-7H20 (0. 72mmol)，1. 2mLTbCl3.6H20 (0. 24mmol)，最后加入IOmLNH4F溶液(4. 8 mmol NH4F, IOmL去离子水)，持续搅拌几。反应结束后，磁分离、水洗，将最终产品分散于适量去离子水中，室温保存。所得产品表现出良好的磁响应性与荧光特性。实施例5
称取0. 1500g羧化壳聚糖溶解于150mL 二次水中，加入到250mL三口烧瓶中，氮气保护下，超声搅拌 30min。加入 2. 2mL 铁盐(FeCl3 · 6H20 0. 0216g, FeCl2 · 4H20 0. 0162g)， 搅拌均勻，滴加0. 65mL 28wt%的氨水(反应液pH 11)，升温至60°C，继续反应池。反应结束后，用盐酸调节其PH至4左右，温度升温至90°C，按顺序于三口烧瓶中加入 3. 2mLLaCl3-7H20 (0. 64mmol)，3. 6mLCeCl3-7H20 (0. 72mmol)，1. 2mLTbCl3.6H20 (0. 24mmol)，最后加入IOmLNH4F溶液(4. 8 mmol NH4F, IOmL去离子水)，持续搅拌lh。反应结束后，磁分离、水洗，将最终产品分散于适量去离子水中，室温保存。所得产品表现出良好的磁响应性与荧光特性。
权利要求
1.磁性羧化壳聚糖/掺杂稀土复合微粒，其特征在于其中磁性羧化壳聚糖由羧化壳聚糖与二价铁盐、三价铁盐反应生成，Fe3+与狗2+的质量比为2:1，羧化壳聚糖与Fe3+的质量比为10/1 22/1 ；掺杂稀土由LaF3和EuF3组成，EuF3的摩尔百分数为20-80% ；或掺杂稀土由LaF3、CeF3 和TbF3组成，CeF3的摩尔百分数为20-80%，TbF3的摩尔百分数为5-30% ；La3+与Fe3+的质量比为5/1 9/1。
2.磁性羧化壳聚糖/掺杂稀土复合微粒的制备方法，其特征在于包括如下步骤1)将羧化壳聚糖溶于水配制成浓度为0.1 0. 2wt%的溶液；2)在配好的羧化壳聚糖溶液中添加二价铁盐和三价铁盐，Fe3+与狗2+的质量比为2:1， 羧化壳聚糖与狗3+的质量比为10/1 22/1，调节pH为8-14，于温度40_80°C下，反应l_6h， 生成磁性羧化壳聚糖；3)在步骤2得到的溶液中，调节pH为3-8，添加La和Eu的氯化物，其中Eu氯化物的摩尔百分数为20-80%, La3+与Fe3+的质量比为5/1 9/1 ；或添加La、Ce和Tb氯化物，其中Ce氯化物的摩尔百分数为20-80%，Tb氯化物的摩尔百分数为5-30%，La3+与!^3+的质量比为5/1 9/1 ；混勻后再加入氟化铵溶液，于20 90°C下反应0. 5 8h ；4)反应结束后，磁分离、水洗，制得磁性羧化壳聚糖/掺杂稀土复合微粒。
全文摘要
本发明涉及磁性羧化壳聚糖/掺杂稀土复合微粒及其制备方法。采用原位合成法制备出磁性羧化壳聚糖/掺杂稀土复合微粒，首先，羧化壳聚糖与二价铁盐、三价铁盐反应生成磁性羧化壳聚糖，在此基础上加入稀土氯化物混匀，再加入氟化铵溶液制得磁性羧化壳聚糖/掺杂稀土复合微粒。本发明方法的制备工艺简单，工艺参数较易控制。制备得到的复合微粒具有较好的磁响应性与荧光特性，生物相容性好，毒性低，可作为多功能生物标记探针用于核磁共振成像与荧光成像，在靶向药物、酶的固定化、生物分子测定、细胞的分离等领域有广泛的应用。
文档编号C08L5/08GK102358786SQ201110250240
公开日2012年2月22日 申请日期2011年8月29日 优先权日2011年8月29日
发明者崔杰, 李晓玲, 肖玲 申请人:武汉大学