本發明涉及一種磁/金納米復合粒子的制備方法。

背景技術：

磁/金（或者金磁）納米復合粒子因為集成了磁性功能內核和金納米顆粒的等離子體共振等光學特性及表面易于修飾等優點，而備受關注。大量文獻及專利報道了磁/金復合納米粒子的制備方法和技術。目前該復合粒子制備面臨的問題是：步驟比較繁瑣，一般來說，首先利用共沉淀法制備磁性內核，然后進行表面氨基化修飾，賦予內核表面正電荷，另外再通過對氯金酸的還原得到復合結構。（彭明麗，靳艷艷，崔亞麗，田志敏，邢艷，唐麗娜，中國專利，公開號：cn103128307a）或者，在氨基化修飾的磁性內核基礎上，先還原氯金酸得到粒徑很小的金的晶粒，通過靜電作用先把金的晶粒結合在磁性內核表面，然后再加入金的熟化增長溶液，促進金顆粒在磁性內核上沉積，通過異相成核和增長得到具有比較規整形貌和尺寸分布比較均勻的磁/金復合粒子。（liuz.etal.,small,2015,11,4856-4863.）還有文獻報道為了得到針刺狀金包裹磁性內核的復合結構，還需要引入銀顆粒參與反應。（shix.y.etal.,scientificreport,2016,doi:10.1038/srep28325.）由于上述方法步驟多，經過層層殼層包裹及高分子修飾的磁性材料的磁學性能受到明顯的影響，產物多數無法快速通過外加磁場進行分離，采用離心方式分離的效率較低，容易造成產物的損失，因此該方法往往得到的產物數量有限，大大影響了其進一步應用研究的開展。

為了解決上述問題，我們提出兩步法制備具有比較規整的磁/金核-殼結構的復合粒子，通過第一步反應在溶劑熱反應過程中，得到具有表面正電高分子和另外一種生物相容性高分子共同穩定的fe3o4晶簇結構，該結構粒徑可以在60-150nm間調控，表面具有一定的正電荷，然后以它為種子，在去離子水或者水/乙醇混合溶劑中，通過加入金前驅體氯金酸，使用比較溫和的還原劑，和聚乙烯基吡咯烷酮（pvp）為聯接劑，進行很短時間的室溫反應，就可以得到復合粒子，該復合粒子可以通過磁分離洗滌，也可以通過離心洗滌除去多余的反應物，從而得到具有規整形貌的磁/金復合粒子。該粒子可以進一步表面修飾，從而發揮生物學作用，具有良好的磁學性能和光學性能，同時，磁性內核晶簇具有一定的微孔道，可以載帶疏水性化學藥物或者基因。該結構具有優異的光熱效率，同時也具有核磁共振造影的性能。目前國內外還沒有類似的報道。

技術實現要素：

本發明的目的在于提出一種核殼型磁/金納米復合粒子的制備方法。

本發明提出的磁/金納米復合粒子的制備方法。所述磁/金納米復合粒子以磁性晶簇為內核，表層包裹金顆粒。

本發明采用兩步的簡單步驟可以合成得到具有核殼結構的磁/金納米復合粒子，采用溶劑熱法制備的同時由陽離子聚合物和另外一種生物相容性高分子共同穩定的磁性晶簇為種子，該種子具有較強的表面正電荷。在優化的金顆粒的反應體系中，以氯金酸為金的前驅體，使用相對溫和的還原劑，使用pvp為復合粒子聯接劑，在室溫下短時間內可以一步制備磁/金復合粒子。該復合結構簡單制備的核心因素：磁性內核表面原位修飾上的陽離子聚合物，得到控制的金顆粒的成核和生長的速度，使用pvp輔助復合粒子的生成。該磁性內核尺寸在60~150nm之間，生成的金顆粒尺寸在20~40nm之間，因此復合粒子的尺寸為80~250nm。

本發明的主要技術方案：磁性納米粒子采用溶劑熱法制備，使用帶有正電基團的高分子，如聚乙烯亞胺、殼聚糖等，與生物相容性較好的高分子，如透明質酸、聚谷氨酸共同修飾穩定得到的fe3o4晶簇粒子；以該粒子為種子，在水相體系中，加入金前驅體、還原劑、聯接劑后，在室溫下反應一段時間，產物經過離心或者磁分離洗滌純化后，就得到了預想的磁/金復合粒子。該制備技術的優點是正電高分子是在磁性內核生成過程原位修飾上去的，既起到磁性內核結構、尺寸的調控作用，同時又能夠增加與金納米顆粒的親和力，促進生成金包磁的復合材料。具體步驟如下：

（1）采用溶劑熱法制備fe3o4磁性內核：將摩爾濃度為0.5-1.0mol/l的醋酸銨和摩爾濃度為0.05-0.12mol/l的fecl3?6h2o溶于乙二醇溶劑中，將生物相容性高分子和陽離子聚合物分別溶于相應的乙二醇溶劑中，將分別加有醋酸銨和fecl3?6h2o、生物相容性高分子以及陽離子聚合物的乙二醇溶劑三者在燒瓶中進行混合，超聲分散均勻；然后放在溫度設置為160℃的電加熱套中繼續加熱攪拌10-30min，待溫度穩定，通入氮氣共計1h后，迅速轉入帶不銹鋼外套的聚四氟乙烯反應釜中，擰緊后放入高溫烘箱中反應8-72h，產物經過乙醇和水的反復磁分離輔助的洗滌，得到fe3o4磁性內核；其中：生物相容性高分子和陽離子聚合物的重量比為20:80-80:20；

（2）以步驟（1）產物fe3o4磁性內核為種子，在水中進行金顆粒的原位生長及包裹，反應試劑包括金前驅體氯金酸（配制成1%的水溶液），還原劑以及pvp；反應在室溫下進行1-24h，產物進行分離洗滌，使用磁分離或者離心分離，得到磁金納米復合粒子；其中：磁性內核種子與氯金酸水溶液的質量體積比為1.0mg/0.3ml-0.5mg/2.5ml;pvp與磁性內核種子的質量比為80-200：1。

本發明中，步驟（1）所用的陽離子聚合物可以是聚乙烯亞胺或者殼聚糖，聚乙烯亞胺分子量可以是600~25000da中任一種；生物相容性高分子可以是聚谷氨酸或者透明質酸中任一種；

本發明中，步驟（2）所用的溶劑可以是去離子水或者無水乙醇中的一種或者混合。

本發明中，步驟（2）所用的還原劑可以是抗壞血酸、硼氫化鈉或氫氧化鈉中任一種。

本發明的有益效果在于：本發明采用兩步的簡單步驟可以合成得到具有核殼結構的磁/金納米復合粒子，采用溶劑熱法制備的同時由陽離子聚合物和另外一種生物相容性高分子共同穩定的磁性晶簇為種子，該種子具有較強的表面正電荷。在優化的金顆粒的反應體系中，以氯金酸為金的前驅體，使用相對溫和的還原劑，使用pvp為復合粒子聯接劑，在室溫下短時間內可以一步制備磁/金復合粒子。該復合結構簡單制備的核心因素：磁性內核表面原位修飾上的陽離子聚合物，得到控制的金顆粒的成核和生長的速度，使用pvp輔助復合粒子的生成。該磁性內核尺寸在60~150nm之間，生成的金顆粒尺寸在20~40nm之間，因此復合粒子的尺寸為80~250nm。

附圖說明

圖1.磁性納米材料的透射電鏡照片。

圖2.磁/金納米復合材料的透射電鏡照片。

具體實施方式

下面通過實施例進一步說明本發明：

實施例1

（１）、三口燒瓶中加入10ml乙二醇，稱量0.08g聚谷氨酸加入其中充分溶解；在另外3ml乙二醇中加入0.27g分子量25000的聚乙烯亞胺超聲至完全溶解；在20ml乙二醇中加入0.65gfecl3?6h2o和1.65gnh4oac，超聲至完全溶解并分散均勻后，混合以上三種乙二醇溶液并繼續超聲分散均勻；

（２）、將步驟（１）中的乙二醇溶液所在的三口燒瓶放在溫度設置為160℃的電加熱套中繼續加熱攪拌15min，待溫度穩定，通入氮氣共計1h后迅速將混合液轉入聚四氟乙烯內膽的不銹鋼反應釜中，200℃加熱12h，產物采用乙醇和去離子水各洗三次；50ml容積的反應釜一次反應可以得到80-100mg磁性材料，平均粒徑為120nm。

（３）、在玻璃儀器中量取二次水和乙醇各45ml混合，加入10mg上面步驟制備的磁性顆粒，超聲分散均勻，接著稱量2g聚乙烯吡咯烷酮（pvp,mw40000）和6g抗壞血酸加入混合液超聲至完全溶解。量取1%氯金酸溶液5ml于10ml離心管中，用1%氫氧化鈉溶液調節ph至9~10后，在超聲水槽作用下將其快速或者逐滴滴加到上述混合液中，滴加完成后擰好玻璃瓶蓋，繼續超聲輔助下反應5min，得到磁/金復合材料的分散液。離心后得到沉淀，使用乙醇和水分別洗滌3-4次，收集產物進行真空干燥。此時產物平均粒徑為170nm。

實施例2

（１）、三口燒瓶中加入10ml乙二醇，稱量0.09g透明質酸加入其中充分溶解；在另外3ml乙二醇中加入0.27g分子量600的聚乙烯亞胺超聲至完全溶解；在20ml乙二醇中加入0.65gfecl3?6h2o和1.65gnh4oac，超聲至完全溶解并分散均勻后，混合以上三種乙二醇溶液并繼續超聲分散均勻；

（２）、將步驟（１）中的乙二醇溶液所在的三口燒瓶放在溫度設置為160℃的電加熱套中繼續加熱攪拌15min，待溫度穩定，通入氮氣共計1h后迅速將混合液轉入聚四氟乙烯內膽的不銹鋼反應釜中，200℃加熱15h，產物采用乙醇和去離子水各洗三次；50ml容積的反應釜一次反應可以得到50-80mg磁性材料，平均粒徑為80nm。

（３）、在玻璃儀器中量取二次水和乙醇各45ml混合，加入10mg上面步驟制備的磁性顆粒，超聲分散均勻，接著稱量2g聚乙烯吡咯烷酮（pvp,mw40000）和6g抗壞血酸加入混合液超聲至完全溶解。量取1%氯金酸溶液5ml于10ml離心管中，用1%氫氧化鈉溶液調節ph至9~10后，在超聲水槽作用下將其快速或者逐滴滴加到上述混合液中，滴加完成后擰好玻璃瓶蓋，繼續超聲輔助下反應5min，得到磁/金復合材料的分散液。離心后得到沉淀，使用乙醇和水分別洗滌3-4次，收集產物進行真空干燥。此時產物平均粒徑為130nm。

實施例3

（１）、三口燒瓶中加入10ml乙二醇，稱量0.08g殼聚糖加入其中充分溶解；在另外3ml乙二醇中加入0.27g分子量25000的聚乙烯亞胺超聲至完全溶解；在20ml乙二醇中加入0.65gfecl3?6h2o和1.65gnh4oac，超聲至完全溶解并分散均勻后，混合以上三種乙二醇溶液并繼續超聲分散均勻；

（２）、將步驟（１）中的乙二醇溶液所在的三口燒瓶放在溫度設置為160℃的電加熱套中繼續加熱攪拌15min，待溫度穩定，通入氮氣共計1h后迅速將混合液轉入聚四氟乙烯內膽的不銹鋼反應釜中，200℃加熱12h，產物采用乙醇和去離子水各洗三次；50ml容積的反應釜一次反應可以得到80-100mg磁性材料，平均粒徑為180nm。

（３）、在玻璃儀器中量取二次水和乙醇各45ml混合，加入10mg上面步驟制備的磁性顆粒，超聲分散均勻，接著稱量2g聚乙烯吡咯烷酮（pvp,mw40000）和1g硼氫化鈉加入混合液超聲至完全溶解。量取1%氯金酸溶液5ml于10ml離心管中，用1%氫氧化鈉溶液調節ph至9~10后，在超聲水槽作用下將其逐滴滴加到上述混合液中，滴加完成后擰好玻璃瓶蓋，繼續超聲輔助下反應15min，得到磁/金復合材料的分散液。離心后得到沉淀，使用乙醇和水分別洗滌3-4次，收集產物進行真空干燥。此時產物平均粒徑為220nm。