专利名称：SiO的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种纳米结构的制备方法，具体是一种SiO2粒子表面组装纳米Fe3O4粒子的方法。属于纳米技术领域。
背景技术：
自组装技术在纳米材料和纳米结构的设计和制备得到了深入的研究和广泛的应用。但是，由于自组装过程中的结合力是范德华力、或氢键、或共价键、或离子键，而这些结合力都比较弱，因此，自组装结构的热稳定性、机械稳定性等在一定程度上都比较差，从而限制了自组装技术的进一步开发和利用。
经文献检索发现，Frank Caruso等人在《science》1998，2821111-1115上发表的“Nanoengineering of Inorganic and Hybrid Hollow Spheres by ColloidalTemplating(胶体模板法制备无机杂化空心微球的纳米工程)”一文，该文提到通过将带不同电性的聚电解质分别吸附在聚苯乙烯微球和二氧化硅微球表面，利用不同电性电荷静电相吸原理，逐层组装得到多层二氧化硅组装在聚苯乙烯微球表面的复合结构。这种方法可以通过调节二氧化硅微球的大小和组装层数得到不同的厚度的聚苯乙烯微球/二氧化硅微球核壳结构。但是这种方法不能通过多次组装得到特定构造的纳米结构，如树枝状结构等。
发明内容
本发明针对目前自组装技术的稳定性较差的缺点，提供一种SiO2粒子表面组装纳米Fe3O4粒子的方法，使其得到稳定性更高、结构可控的纳米结构，从而解决了背景技术中存在的不足。生物素-亲合素体系是生物学领域中广泛应用的一种特异性结合的配体-受体结构，具有特异性识别性高和结合力强(是离子键键能的4倍)等优点，而且由于亲合素具有4个与生物素结合位点，因此，利用生物素-亲合素体系作为纳米结构自组装过程中的驱动力，将得到稳定性更高的纳米结构，并且在组装过程中可以实现对组装的纳米结构进行有效的结构控制。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明方法首先对纳米SiO2粒子进行表面修饰，使其表面具有功能基团，如氨基、羧基、羟基、环氧基等，然后将其与生物素进行偶联，得到生物素修饰的纳米SiO2粒子；对纳米Fe3O4粒子进行表面修饰，使其表面具有功能基团，如氨基、羧基、羟基、环氧基等，然后将其与亲合素进行偶联，得到亲合素修饰的纳米粒子；根据生物素-亲合素体系的特异性识别和强结合力进行纳米结构的有序组装及多层组装，最终得到特定结构的SiO2粒子表面组装Fe3O4粒子的纳米结构。
以下对本发明方法作进一步的说明，具体步骤如下(1)SiO2粒子的表面改性将SiO2粒子与无水乙醇溶液按质量体积比1∶30～1∶80混合，超声分散，然后往SiO2/无水乙醇体系中按KH-550与SiO2质量比1∶10～1∶100加入KH-550，快速搅拌，加热至60℃，反应4小时，离心、洗涤得到表面-NH2修饰的SiO2粒子。
(2)纳米Fe3O4粒子的表面改性将纳米Fe3O4粒子与无水乙醇溶液按质量体积比1∶30～1∶80混合，超声分散，然后往Fe3O4/无水乙醇体系中按KH-550与Fe3O4质量比1∶10～1∶100加入KH-550，快速搅拌，加热至60℃，反应4小时，离心、洗涤得到表面-NH2修饰的纳米Fe3O4粒子。
(3)生物素修饰的SiO2粒子将步骤(1)中得到的表面-NH2修饰的SiO2粒子和过量的生物素N-羟基丁二酰亚胺酯溶液按质量比100∶1～10∶1混合，在室温下振荡反应使SiO2粒子充分生物素化。离心、洗涤得到生物素修饰的SiO2粒子。
(4)生物素修饰的纳米Fe3O4粒子将步骤(2)中得到的表面-NH2修饰的纳米Fe3O4粒子和过量的生物素-N-羟基丁二酰亚胺酯溶液按质量比100∶1～10∶1混合，在室温下振荡反应使纳米Fe3O4粒子充分生物素化。离心、洗涤得到生物素修饰的纳米Fe3O4粒子。
(5)亲合素修饰的纳米Fe3O4粒子将步骤(2)中得到的表面-NH2修饰的纳米Fe3O4粒子和过量的亲合素-戊二醛溶液按质量比100∶1～10∶1混合，在室温下振荡反应使纳米Fe3O4粒子充分亲合素化。离心、洗涤得到亲合素修饰的纳米Fe3O4粒子。
(6)具有核/壳结构的SiO2/Fe3O4纳米结构的自组装将步骤(3)中得到的生物素修饰的SiO2粒子分散在pH＝7.4的磷酸盐缓冲液中，按质量比1∶1～1∶5加入步骤(5)得到的亲合素修饰的纳米Fe3O4粒子，室温下振荡反应30分钟，得到SiO2粒子表面组装一层纳米Fe3O4粒子的纳米结构。
(7)SiO2/Fe3O4纳米结构的多层自组装由于步骤(6)制得的纳米结构表面含有大量的亲合素分子，可以进一步与生物素修饰的纳米Fe3O4粒子进行自组装，得到SiO2粒子表面组装两层纳米Fe3O4粒子的纳米结构。利用该表面的生物素位点，可以作为进一步与亲合素修饰的纳米Fe3O4粒子进行自组装的驱动力。重复上述自组装过程，可以得到SiO2/Fe3O4多层纳米结构。
本发明方法中，可以进行自组装结构的结构控制，由于生物素-亲合素之间的结合位点配比为1∶4，因此，在生物素与亲合素发生偶联反应后，亲合素还剩余3个位点可以继续与生物素反应。利用这一规律，可以实现对自组装过程的结构控制。
在本发明中，SiO2的粒径大小为50nm至1000nm，多分散指数小于3％，纳米Fe3O4的粒径大小为5nm至50nm，多分散指数小于10％。
在本发明中，生物素修饰的SiO2粒子通过活化剂N-羟基丁二酰亚胺酯活化生物素后将生物素固定到氨基化SiO2粒子上，粒径约为210nm，生物素包被量大约为30μg/mg SiO2粒子，亲合素修饰的纳米Fe3O4粒子通过偶联剂戊二醛将亲合素固定到氨基化Fe3O4粒子上，粒径约为30nm，亲合素包被量大约为60μg/mg Fe3O4粒子，生物素修饰的纳米Fe3O4粒子通过活化剂N-羟基丁二酰亚胺酯活化生物素后将生物素固定到氨基化Fe3O4粒子上，粒径约为30nm，生物素包被量大约为80μg/mg Fe3O4粒子。
本发明解决了目前自组装技术的稳定性较差地问题，具有组装结合力强、特异性好、结构可控等优点，不仅适用于纳米结构的制备，而且通过对纳米结构的优化，也适用于纳米给药系统的设计和制备。可以被广泛应用于纳米器件、纳米电子电路、纳米给药系统，具有广泛的经济效益和社会效益。
图1是本发明方法原理图。
具体实施例方式
如图1所示，以下结合附图提供实施例。
实施例1(1)SiO2粒子的表面改性将1g粒径大小为50nm的SiO2粒子分散在80ml无水乙醇溶液中，超声分散，然后往SiO2/无水乙醇体系中加入0.1g KH-550，快速搅拌，加热至60℃反应4小时，离心、洗涤得到表面-NH2修饰的SiO2粒子。
(2)纳米Fe3O4粒子的表面改性将1g粒径大小为5nm的Fe3O4粒子分散在80ml无水乙醇溶液中，超声分散，然后往Fe3O4/无水乙醇体系中加入0.1g KH-550，快速搅拌，加热至60℃反应4小时，离心、洗涤得到表面-NH2修饰的纳米Fe3O4粒子。
(3)生物素修饰的SiO2粒子在20ml pH＝7.4的磷酸盐缓冲溶液中加入0.005g生物素和0.005g N-羟基丁二酰亚胺酯，室温下振荡反应30分钟，然后加入0.5g步骤(1)中得到的表面-NH2修饰的SiO2粒子，室温下振荡反应4小时，使SiO2粒子充分生物素化。离心、洗涤6次，得到生物素修饰的SiO2粒子。生物素包被量大约为30μg/mg SiO2粒子。
(4)生物素修饰的纳米Fe3O4粒子在20ml pH＝7.4的磷酸盐缓冲溶液中加入0.005g生物素和0.005g N-羟基丁二酰亚胺酯，室温下振荡反应30分钟，然后加入0.5g步骤(2)中得到的表面-NH2修饰的纳米Fe3O4粒子，室温下振荡反应4小时，使纳米Fe3O4粒子充分生物素化。离心、洗涤6次，得到生物素修饰的纳米Fe3O4粒子。生物素包被量大约为80μg/mgFe3O4粒子。
(5)亲合素修饰的纳米Fe3O4粒子在20ml pH＝7.4的磷酸盐缓冲溶液中加入1ml戊二醛和0.005g亲合素以及0.5g步骤(2)中得到的表面-NH2修饰的纳米Fe3O4粒子，室温下振荡反应4小时，使纳米Fe3O4粒子充分亲合素化。离心、洗涤6次，得到亲合素修饰的纳米Fe3O4粒子。亲合素包被量大约为60μg/mg Fe3O4粒子。
(6)具有核/壳结构的SiO2/Fe3O4纳米结构的自组装将0.3g步骤(3)中得到的生物素修饰的SiO2粒子分散在5ml pH＝7.4的磷酸盐缓冲液中，加入0.3g步骤(5)得到的亲合素修饰的纳米Fe3O4粒子，室温下振荡反应30分钟，离心、洗涤6次，得到SiO2粒子表面组装一层纳米Fe3O4粒子的纳米结构。颗粒表面为亲合素修饰。
(7)SiO2/Fe3O4纳米结构的多层自组装取0.2g步骤(6)制得的纳米结构，分散在5ml pH＝7.4的磷酸盐缓冲液中，加入0.1g步骤(4)得到的生物素修饰的纳米Fe3O4粒子，室温下振荡反应30分钟，离心、洗涤6次，得到SiO2粒子表面组装两层纳米Fe3O4粒子的纳米结构。颗粒表面为生物素修饰。
重复上述(6)、(7)自组装过程，可以得到SiO2表面多层组装纳米Fe3O4粒子的有序纳米结构。
实施例2(1)SiO2粒子的表面改性将1g粒径大小为1000nm的SiO2粒子分散在80ml无水乙醇溶液中，超声分散，然后往SiO2/无水乙醇体系中加入0.1g KH-550，快速搅拌，加热至60℃反应4小时，离心、洗涤得到表面-NH2修饰的SiO2粒子。
(2)纳米Fe3O4粒子的表面改性将1g粒径大小为50nm的Fe3O4粒子分散在80ml无水乙醇溶液中，超声分散，然后往Fe3O4/无水乙醇体系中加入0.1g KH-550，快速搅拌，加热至60℃反应4小时，离心、洗涤得到表面-NH2修饰的纳米Fe3O4粒子。
(3)生物素修饰的SiO2粒子在20ml pH＝7.4的磷酸盐缓冲溶液中加入0.005g生物素和0.005g N-羟基丁二酰亚胺酯，室温下振荡反应30分钟，然后加入0.5g步骤(1)中得到的表面-NH2修饰的SiO2粒子，室温下振荡反应4小时，使SiO2粒子充分生物素化。离心、洗涤6次，得到生物素修饰的SiO2粒子。生物素包被量大约为30μg/mg SiO2粒子。
(4)生物素修饰的纳米Fe3O4粒子在20ml pH＝7.4的磷酸盐缓冲溶液中加入0.005g生物素和0.005g N-羟基丁二酰亚胺酯，室温下振荡反应30分钟，然后加入0.5g步骤(2)中得到的表面-NH2修饰的纳米Fe3O4粒子，室温下振荡反应4小时，使纳米Fe3O4粒子充分生物素化。离心、洗涤6次，得到生物素修饰的纳米Fe3O4粒子。生物素包被量大约为80μg/mgFe3O4粒子。
(5)亲合素修饰的纳米Fe3O4粒子在20ml pH＝7.4的磷酸盐缓冲溶液中加入1ml戊二醛和0.005g亲合素以及0.5g步骤(2)中得到的表面-NH2修饰的纳米Fe3O4粒子，室温下振荡反应4小时，使纳米Fe3O4粒子充分亲合素化。离心、洗涤6次，得到亲合素修饰的纳米Fe3O4粒子。亲合素包被量大约为60μg/mg Fe3O4粒子。
(6)具有核/壳结构的SiO2/Fe3O4纳米结构的自组装将0.3g步骤(3)中得到的生物素修饰的SiO2粒子分散在5ml pH＝7.4的磷酸盐缓冲液中，加入0.3g步骤(5)得到的亲合素修饰的纳米Fe3O4粒子，室温下振荡反应30分钟，离心、洗涤6次，得到SiO2粒子表面组装一层纳米Fe3O4粒子的纳米结构。颗粒表面为亲合素修饰。
(7)SiO2/Fe3O4纳米结构的多层自组装取0.2g步骤(6)制得的纳米结构，分散在5ml pH＝7.4的磷酸盐缓冲液中，加入0.1g步骤(4)得到的生物素修饰的纳米Fe3O4粒子，室温下振荡反应30分钟，离心、洗涤6次，得到SiO2粒子表面组装两层纳米Fe3O4粒子的纳米结构。颗粒表面为生物素修饰。
重复上述(6)、(7)自组装过程，可以得到SiO2表面多层组装纳米Fe3O4粒子的有序纳米结构。
实施例3(1)SiO2粒子的表面改性将1g粒径大小为500nm的SiO2粒子分散在80ml无水乙醇溶液中，超声分散，然后往SiO2/无水乙醇体系中加入0.1g KH-550，快速搅拌，加热至60℃反应4小时，离心、洗涤得到表面-NH2修饰的SiO2粒子。
(2)纳米Fe3O4粒子的表面改性将1g粒径大小为25nm的Fe3O4粒子分散在80ml无水乙醇溶液中，超声分散，然后往Fe3O4/无水乙醇体系中加入0.1g KH-550，快速搅拌，加热至60℃反应4小时，离心、洗涤得到表面-NH2修饰的纳米Fe3O4粒子。
(3)生物素修饰的SiO2粒子在20ml pH＝7.4的磷酸盐缓冲溶液中加入0.005g生物素和0.005g N-羟基丁二酰亚胺酯，室温下振荡反应30分钟，然后加入0.5g步骤(1)中得到的表面-NH2修饰的SiO2粒子，室温下振荡反应4小时，使SiO2粒子充分生物素化。离心、洗涤6次，得到生物素修饰的SiO2粒子。生物素包被量大约为30μg/mg SiO2粒子。
(4)生物素修饰的纳米Fe3O4粒子在20ml pH＝7.4的磷酸盐缓冲溶液中加入0.005g生物素和0.005g N-羟基丁二酰亚胺酯，室温下振荡反应30分钟，然后加入0.5g步骤(2)中得到的表面-NH2修饰的纳米Fe3O4粒子，室温下振荡反应4小时，使纳米Fe3O4粒子充分生物素化。离心、洗涤6次，得到生物素修饰的纳米Fe3O4粒子。生物素包被量大约为80μg/mgFe3O4粒子。
(5)亲合素修饰的纳米Fe3O4粒子在20ml pH＝7.4的磷酸盐缓冲溶液中加入1ml戊二醛和0.005g亲合素以及0.5g步骤(2)中得到的表面-NH2修饰的纳米Fe3O4粒子，室温下振荡反应4小时，使纳米Fe3O4粒子充分亲合素化。离心、洗涤6次，得到亲合素修饰的纳米Fe3O4粒子。亲合素包被量大约为60μg/mg Fe3O4粒子。
(6)具有核/壳结构的SiO2/Fe3O4纳米结构的自组装将0.3g步骤(3)中得到的生物素修饰的SiO2粒子分散在5ml pH＝7.4的磷酸盐缓冲液中，加入0.3g步骤(5)得到的亲合素修饰的纳米Fe3O4粒子，室温下振荡反应30分钟，离心、洗涤6次，得到SiO2粒子表面组装一层纳米Fe3O4粒子的纳米结构。颗粒表面为亲合素修饰。
(7)SiO2/Fe3O4纳米结构的多层自组装取0.2g步骤(6)制得的纳米结构，分散在5ml pH＝7.4的磷酸盐缓冲液中，加入0.1g步骤(4)得到的生物素修饰的纳米Fe3O4粒子，室温下振荡反应30分钟，离心、洗涤6次，得到SiO2粒子表面组装两层纳米Fe3O4粒子的纳米结构。颗粒表面为生物素修饰。
重复上述(6)、(7)自组装过程，可以得到SiO2表面多层组装纳米Fe3O4粒子的有序纳米结构。
实施例4(1)SiO2粒子的表面改性将1g粒径大小为200nm的SiO2粒子分散在30ml无水乙醇溶液中，超声分散，然后往SiO2/无水乙醇体系中加入0.01g KH-550，快速搅拌，加热至60℃反应4小时，离心、洗涤得到表面-NH2修饰的SiO2粒子。
(2)纳米Fe3O4粒子的表面改性将1g粒径大小为10nm的Fe3O4粒子分散在30ml无水乙醇溶液中，超声分散，然后往Fe3O4/无水乙醇体系中加入0.01g KH-550，快速搅拌，加热至60℃反应4小时，离心、洗涤得到表面-NH2修饰的纳米Fe3O4粒子。
(3)生物素修饰的SiO2粒子在20ml pH＝7.4的磷酸盐缓冲溶液中加入0.05g生物素和0.05g N-羟基丁二酰亚胺酯，室温下振荡反应30分钟，然后加入0.5g步骤(1)中得到的表面-NH2修饰的SiO2粒子，室温下振荡反应4小时，使SiO2粒子充分生物素化。离心、洗涤6次，得到生物素修饰的SiO2粒子。生物素包被量大约为30μg/mg SiO2粒子。
(4)生物素修饰的纳米Fe3O4粒子在20ml pH＝7.4的磷酸盐缓冲溶液中加入0.05g生物素和0.05g N-羟基丁二酰亚胺酯，室温下振荡反应30分钟，然后加入0.5g步骤(2)中得到的表面-NH2修饰的纳米Fe3O4粒子，室温下振荡反应4小时，使纳米Fe3O4粒子充分生物素化。离心、洗涤6次，得到生物素修饰的纳米Fe3O4粒子。生物素包被量大约为80μg/mgFe3O4粒子。
(5)亲合素修饰的纳米Fe3O4粒子在20ml pH＝7.4的磷酸盐缓冲溶液中加入10ml戊二醛和0.05g亲合素以及0.5g步骤(2)中得到的表面-NH2修饰的纳米Fe3O4粒子，室温下振荡反应4小时，使纳米Fe3O4粒子充分亲合素化。离心、洗涤6次，得到亲合素修饰的纳米Fe3O4粒子。亲合素包被量大约为60μg/mg Fe3O4粒子。
(6)具有核/壳结构的SiO2/Fe3O4纳米结构的自组装将0.3g步骤(3)中得到的生物素修饰的SiO2粒子分散在5ml pH＝7.4的磷酸盐缓冲液中，加入0.06g步骤(5)得到的亲合素修饰的纳米Fe3O4粒子，室温下振荡反应30分钟，离心、洗涤6次，得到SiO2粒子表面组装一层纳米Fe3O4粒子的纳米结构。颗粒表面为亲合素修饰。
(7)SiO2/Fe3O4纳米结构的多层自组装取0.2g步骤(6)制得的纳米结构，分散在5ml pH＝7.4的磷酸盐缓冲液中，加入0.1g步骤(4)得到的生物素修饰的纳米Fe3O4粒子，室温下振荡反应30分钟，离心、洗涤6次，得到SiO2粒子表面组装两层纳米Fe3O4粒子的纳米结构。颗粒表面为生物素修饰。
重复上述(6)、(7)自组装过程，可以得到SiO2表面多层组装纳米Fe3O4粒子的有序纳米结构。
实施例5(1)SiO2粒子的表面改性将1g粒径大小为500nm的SiO2粒子分散在50ml无水乙醇溶液中，超声分散，然后往SiO2/无水乙醇体系中加入0.02g KH-550，快速搅拌，加热至60℃反应4小时，离心、洗涤得到表面-NH2修饰的SiO2粒子。
(2)纳米Fe3O4粒子的表面改性将1g粒径大小为20nm的Fe3O4粒子分散在50ml无水乙醇溶液中，超声分散，然后往Fe3O4/无水乙醇体系中加入0.02g KH-550，快速搅拌，加热至60℃反应4小时，离心、洗涤得到表面-NH2修饰的纳米Fe3O4粒子。
(3)生物素修饰的SiO2粒子在20ml pH＝7.4的磷酸盐缓冲溶液中加入0.005g生物素和0.005g N-羟基丁二酰亚胺酯，室温下振荡反应30分钟，然后加入0.5g步骤(1)中得到的表面-NH2修饰的SiO2粒子，室温下振荡反应4小时，使SiO2粒子充分生物素化。离心、洗涤6次，得到生物素修饰的SiO2粒子。生物素包被量大约为30μg/mg SiO2粒子。
(4)生物素修饰的纳米Fe3O4粒子在20ml pH＝7.4的磷酸盐缓冲溶液中加入0.005g生物素和0.005g N-羟基丁二酰亚胺酯，室温下振荡反应30分钟，然后加入0.5g步骤(2)中得到的表面-NH2修饰的纳米Fe3O4粒子，室温下振荡反应4小时，使纳米Fe3O4粒子充分生物素化。离心、洗涤6次，得到生物素修饰的纳米Fe3O4粒子。生物素包被量大约为80μg/mgFe3O4粒子。
(5)亲合素修饰的纳米Fe3O4粒子在20ml pH＝7.4的磷酸盐缓冲溶液中加入1ml戊二醛和0.005 g亲合素以及0.5g步骤(2)中得到的表面-NH2修饰的纳米Fe3O4粒子，室温下振荡反应4小时，使纳米Fe3O4粒子充分亲合素化。离心、洗涤6次，得到亲合素修饰的纳米Fe3O4粒子。亲合素包被量大约为60μg/mg Fe3O4粒子。
(6)具有核/壳结构的SiO2/Fe3O4纳米结构的自组装将0.3g步骤(3)中得到的生物素修饰的SiO2粒子分散在5ml pH＝7.4的磷酸盐缓冲液中，加入0.3g步骤(5)得到的亲合素修饰的纳米Fe3O4粒子，室温下振荡反应30分钟，离心、洗涤6次，得到SiO2粒子表面组装一层纳米Fe3O4粒子的纳米结构。颗粒表面为亲合素修饰。
(7)SiO2/Fe3O4纳米结构的多层自组装取0.2g步骤(6)制得的纳米结构，分散在5ml pH＝7.4的磷酸盐缓冲液中，加入0.1g步骤(4)得到的生物素修饰的纳米Fe3O4粒子，室温下振荡反应30分钟，离心、洗涤6次，得到SiO2粒子表面组装两层纳米Fe3O4粒子的纳米结构。颗粒表面为生物素修饰。
重复上述(6)、(7)自组装过程，可以得到SiO2表面多层组装纳米Fe3O4粒子的有序纳米结构。
实施例6(1)SiO2粒子的表面改性将1g粒径大小为200nm的SiO2粒子分散在50ml无水乙醇溶液中，超声分散，然后往SiO2/无水乙醇体系中加入0.02g KH-550，快速搅拌，加热至60℃反应4小时，离心、洗涤得到表面-NH2修饰的SiO2粒子。
(2)纳米Fe3O4粒子的表面改性将1g粒径大小为10nm的Fe3O4粒子分散在50ml无水乙醇溶液中，超声分散，然后往Fe3O4/无水乙醇体系中加入0.02g KH-550，快速搅拌，加热至60℃反应4小时，离心、洗涤得到表面-NH2修饰的纳米Fe3O4粒子。
(3)生物素修饰的SiO2粒子在20ml pH＝7.4的磷酸盐缓冲溶液中加入0.01g生物素和0.01g N-羟基丁二酰亚胺酯，室温下振荡反应30分钟，然后加入0.5g步骤(1)中得到的表面-NH2修饰的SiO2粒子，室温下振荡反应4小时，使SiO2粒子充分生物素化。离心、洗涤6次，得到生物素修饰的SiO2粒子。生物素包被量大约为30μg/mg SiO2粒子。
(4)生物素修饰的纳米Fe3O4粒子在20ml pH＝7.4的磷酸盐缓冲溶液中加入0.01g生物素和0.01g N-羟基丁二酰亚胺酯，室温下振荡反应30分钟，然后加入0.5g步骤(2)中得到的表面-NH2修饰的纳米Fe3O4粒子，室温下振荡反应4小时，使纳米Fe3O4粒子充分生物素化。离心、洗涤6次，得到生物素修饰的纳米Fe3O4粒子。生物素包被量大约为80μg/mgFe3O4粒子。
(5)亲合素修饰的纳米Fe3O4粒子在20ml pH＝7.4的磷酸盐缓冲溶液中加入5ml戊二醛和0.01g亲合素以及0.5g步骤(2)中得到的表面-NH2修饰的纳米Fe3O4粒子，室温下振荡反应4小时，使纳米Fe3O4粒子充分亲合素化。离心、洗涤6次，得到亲合素修饰的纳米Fe3O4粒子。亲合素包被量大约为60μg/mg Fe3O4粒子。
(6)具有核/壳结构的SiO2/Fe3O4纳米结构的自组装将0.3g步骤(3)中得到的生物素修饰的SiO2粒子分散在5ml pH＝7.4的磷酸盐缓冲液中，加入0.1g步骤(5)得到的亲合素修饰的纳米Fe3O4粒子，室温下振荡反应30分钟，离心、洗涤6次，得到SiO2粒子表面组装一层纳米Fe3O4粒子的纳米结构。颗粒表面为亲合素修饰。
(7)SiO2/Fe3O4纳米结构的多层自组装取0.2g步骤(6)制得的纳米结构，分散在5ml pH＝7.4的磷酸盐缓冲液中，加入0.1g步骤(4)得到的生物素修饰的纳米Fe3O4粒子，室温下振荡反应30分钟，离心、洗涤6次，得到SiO2粒子表面组装两层纳米Fe3O4粒子的纳米结构。颗粒表面为生物素修饰。
重复上述(6)、(7)自组装过程，可以得到SiO2表面多层组装纳米Fe3O4粒子的有序纳米结构。
实施例7(1)SiO2粒子的表面改性将1g粒径大小为500nm的SiO2粒子分散在50ml无水乙醇溶液中，超声分散，然后往SiO2/无水乙醇体系中加入0.02g KH-550，快速搅拌，加热至60℃反应4小时，离心、洗涤得到表面-NH2修饰的SiO2粒子。
(2)纳米Fe3O4粒子的表面改性将1g粒径大小为20nm的Fe3O4粒子分散在50ml无水乙醇溶液中，超声分散，然后往Fe3O4/无水乙醇体系中加入0.02g KH-550，快速搅拌，加热至60℃反应4小时，离心、洗涤得到表面-NH2修饰的纳米Fe3O4粒子。
(3)生物素修饰的SiO2粒子在20ml pH＝7.4的磷酸盐缓冲溶液中加入0.05g生物素和0.05g N-羟基丁二酰亚胺酯，室温下振荡反应30分钟，然后加入0.5g步骤(1)中得到的表面-NH2修饰的SiO2粒子，室温下振荡反应4小时，使SiO2粒子充分生物素化。离心、洗涤6次，得到生物素修饰的SiO2粒子。生物素包被量大约为30μg/mg SiO2粒子。
(4)生物素修饰的纳米Fe3O4粒子在20ml pH＝7.4的磷酸盐缓冲溶液中加入0.05g生物素和0.05g N-羟基丁二酰亚胺酯，室温下振荡反应30分钟，然后加入0.5g步骤(2)中得到的表面-NH2修饰的纳米Fe3O4粒子，室温下振荡反应4小时，使纳米Fe3O4粒子充分生物素化。离心、洗涤6次，得到生物素修饰的纳米Fe3O4粒子。生物素包被量大约为80μg/mgFe3O4粒子。
(5)亲合素修饰的纳米Fe3O4粒子在20ml pH＝7.4的磷酸盐缓冲溶液中加入10 ml戊二醛和0.05g亲合素以及0.5g步骤(2)中得到的表面-NH2修饰的纳米Fe3O4粒子，室温下振荡反应4小时，使纳米Fe3O4粒子充分亲合素化。离心、洗涤6次，得到亲合素修饰的纳米Fe3O4粒子。亲合素包被量大约为60μg/mg Fe3O4粒子。
(6)具有核/壳结构的SiO2/Fe3O4纳米结构的自组装将0.3g步骤(3)中得到的生物素修饰的SiO2粒子分散在5ml pH＝7.4的磷酸盐缓冲液中，加入0.3g步骤(5)得到的亲合素修饰的纳米Fe3O4粒子，室温下振荡反应30分钟，离心、洗涤6次，得到SiO2粒子表面组装一层纳米Fe3O4粒子的纳米结构。颗粒表面为亲合素修饰。
(7)SiO2/Fe3O4纳米结构的多层自组装取0.2g步骤(6)制得的纳米结构，分散在5ml pH＝7.4的磷酸盐缓冲液中，加入0.1g步骤(4)得到的生物素修饰的纳米Fe3O4粒子，室温下振荡反应30分钟，离心、洗涤6次，得到SiO2粒子表面组装两层纳米Fe3O4粒子的纳米结构。颗粒表面为生物素修饰。
重复上述(6)、(7)自组装过程，可以得到SiO2表面多层组装纳米Fe3O4粒子的有序纳米结构。
权利要求
1.一种SiO2粒子表面组装纳米Fe3O4粒子的方法，其特征在于，首先对纳米SiO2粒子进行表面修饰，使其表面具有功能基团，然后将其与生物素进行偶联，得到生物素修饰的纳米SiO2粒子，对纳米Fe3O4粒子进行表面修饰，使其表面具有功能基团，然后将其与亲合素进行偶联，得到亲合素修饰的纳米粒子，根据生物素-亲合素体系的特异性识别和强结合力进行纳米结构的有序组装及多层组装，最终得到SiO2粒子表面组装Fe3O4粒子的纳米结构。
2.根据权利要求1所述的SiO2粒子表面组装纳米Fe3O4粒子的方法，其特征是，以下对本发明方法的进一步限定，具体包括如下步骤(1)SiO2粒子的表面改性，(2)纳米Fe3O4粒子的表面改性，(3)生物素修饰的SiO2粒子，(4)生物素修饰的纳米Fe3O4粒子，(5)亲合素修饰的纳米Fe3O4粒子，(6)具有核/壳结构的SiO2/Fe3O4纳米结构的自组装，(7)SiO2/Fe3O4纳米结构的多层自组装。
3.根据权利要求2所述的SiO2粒子表面组装纳米Fe3O4粒子的方法，其特征是，所述的步骤(1)SiO2粒子的表面改性，具体为将SiO2粒子与无水乙醇溶液按质量体积比1∶30～1∶80混合，超声分散，然后往SiO2/无水乙醇体系中按KH-550与SiO2质量比1∶10～1∶100加入KH-550，快速搅拌，加热至60℃，反应4小时，离心、洗涤得到表面-NH2修饰的SiO2粒子。
4.根据权利要求2所述的SiO2粒子表面组装纳米Fe3O4粒子的方法，其特征是，所述的步骤(2)纳米Fe3O4粒子的表面改性，具体为将纳米Fe3O4粒子与无水乙醇溶液按质量体积比1∶30～1∶80混合，超声分散，然后往Fe3O4/无水乙醇体系中按KH-550与Fe3O4质量比1∶10～1∶100加入KH-550，快速搅拌，加热至60℃，反应4小时，离心、洗涤得到表面-NH2修饰的纳米Fe3O4粒子。
5.根据权利要求2所述的SiO2粒子表面组装纳米Fe3O4粒子的方法，其特征是，所述的步骤(3)生物素修饰的SiO2粒子，具体如下将步骤(1)中得到的表面-NH2修饰的SiO2粒子和过量的生物素N-羟基丁二酰亚胺酯溶液按质量比100∶1～10∶1混合，在室温下振荡反应使SiO2粒子充分生物素化，离心、洗涤得到生物素修饰的SiO2粒子。
6.根据权利要求2所述的SiO2粒子表面组装纳米Fe3O4粒子的方法，其特征是，所述的步骤(4)生物素修饰的纳米Fe3O4粒子，具体如下将步骤(2)中得到的表面-NH2修饰的纳米Fe3O4粒子和过量的生物素-N-羟基丁二酰亚胺酯溶液按质量比100∶1～10∶1混合，在室温下振荡反应使纳米Fe3O4粒子充分生物素化，离心、洗涤得到生物素修饰的纳米Fe3O4粒子。
7.根据权利要求2所述的SiO2粒子表面组装纳米Fe3O4粒子的方法，其特征是，所述的步骤(5)亲合素修饰的纳米Fe3O4粒子，具体如下将步骤(2)中得到的表面-NH2修饰的纳米Fe3O4粒子和过量的亲合素-戊二醛溶液按质量比100∶1～10∶1混合，在室温下振荡反应使纳米Fe3O4粒子充分亲合素化，离心、洗涤得到亲合素修饰的纳米Fe3O4粒子。
8.根据权利要求2所述的SiO2粒子表面组装纳米Fe3O4粒子的方法，其特征是，所述的步骤(6)具有核/壳结构的SiO2/Fe3O4纳米结构的自组装，具体如下将步骤(3)中得到的生物素修饰的SiO2粒子分散在pH＝7.4的磷酸盐缓冲液中，按质量比1∶1～1∶5加入步骤(5)得到的亲合素修饰的纳米Fe3O4粒子，室温下振荡反应30分钟，得到SiO2粒子表面组装一层纳米Fe3O4粒子的纳米结构。
9.根据权利要求2所述的SiO2粒子表面组装纳米Fe3O4粒子的方法，其特征是，所述的步骤(7)SiO2/Fe3O4纳米结构的多层自组装，具体如下步骤(6)制得的纳米结构表面含有大量的亲合素分子，能进一步与生物素修饰的纳米Fe3O4粒子进行自组装，得到SiO2粒子表面组装两层纳米Fe3O4粒子的纳米结构，利用该表面的生物素位点，作为进一步与亲合素修饰的纳米Fe3O4粒子进行自组装的驱动力，重复上述步骤(6)、(7)自组装过程，即可得到SiO2表面多层组装纳米Fe3O4粒子的有序纳米结构。
10.根据权利要求1或2所述的SiO2粒子表面组装纳米Fe3O4粒子的方法，其特征是，多层自组装过程中，对结构进行有效控制为生物素-亲合素之间的结合位点配比为1∶4，在生物素与亲合素发生偶联反应后，亲合素还剩余3个位点能继续与生物素反应，利用这一规律，实现对自组装过程的结构控制。
全文摘要
一种SiO
文档编号B82B3/00GK1552616SQ20031012273
公开日2004年12月8日 申请日期2003年12月19日 优先权日2003年12月19日
发明者王强斌, 古宏晨 申请人:上海交通大学