CN102160985A

CN102160985A - 具有核壳结构及表面各向异性双功能团的磁性二氧化硅微球及其制备方法

Info

Publication number: CN102160985A
Application number: CN2011100290246A
Authority: CN
Inventors: 王祎龙; 张兵波; 郭方方; 时东陆
Original assignee: Tongji University
Current assignee: SUZHOU WIN-BIO TECHNOLOGY CO., LTD.
Priority date: 2011-01-27
Filing date: 2011-01-27
Publication date: 2011-08-24
Anticipated expiration: 2031-01-27
Also published as: CN102160985B

Abstract

本发明涉及一种具有核壳结构及表面各向异性双功能团的磁性微球及其制备方法，用溶剂热法制备超顺磁性微球，利用溶胶-凝胶法制备得到二氧化硅包被的磁性微球，以磁性二氧化硅微球为种子，利用正硅酸烷基酯与带有硅烷偶联剂共缩聚制备表面带有氨基的磁性二氧化硅微球，干燥得到样品；利用PICKERING乳液技术，用此氨基化的磁性微球稳定微米尺度的石蜡/水乳液体系，形成磁性微球在石蜡球表面的单层密堆积，然后使暴露在液相中的磁性微球表面部分氨基与丁二酸酐反应后在微球的部分表面引入羧基，从而使磁性微球表面带上各向异性的两种官能基团。所得的双功能基团的磁性微球具有较强的磁响应性、粒径在200-800纳米尺度范围内可控、且表面官能团密度可调的优点。

Description

具有核壳结构及表面各向异性双功能团的磁性二氧化硅微球及其制备方法

发明领域

本发明属于无机磁性复合材料的可控表面修饰技术领域，具体涉及一种具有核壳结构及表面各向异性双功能团的磁性二氧化硅微球及其制备方法。

背景技术

自Ugelstad等人在US Patent PCT/NO83/00014中公开了制备单分散（CV<3%）的微米级的磁性复合微球以来，纳米超顺磁性材料因其卓越的特性已广泛应用于生物分子的分离纯化、免疫诊断、靶向给药与治疗以及生物传感器等诸多生物医学领域。从磁性微球的应用角度出发，为提高微球的胶体稳定性，调控其表面亲、疏水性质及其与特定生物分子的结合能力方面考虑，都需要对磁性微球进行表面功能化修饰。磁性微球的表面特性及其表面功能化修饰是决定其生物医学应用效果的关键因素。近年来，表面具有各向异性双功能化的粒子作为一种新材料，因为同时具有不对称的两种表面功能基团在一个结构上，逐渐成为材料表面工程（Surface Engineering）的新研究热点，这种材料已经开始被应用于催化以及药物输送等领域（Vanakaras AG. Langmuir, 2006, 22:88； Xu LP , Pradhan S, Chen S W, et al. Langmuir, 2007, 23, 8544.）。考虑到在生物分离及检测的某些情况下，具有表面双功能基团的粒子因其独特的非对称结构和表面性质，比单一表面功能化的复合微球具有更加广阔的应用潜力。因此，对磁性复合微球的形貌和表面功能化的调控有向着多功能化的方向发展的趋势。

以往，复合微球的表面功能化主要是在微球整个表面赋予某一种基团的的表面功能化。具体修饰方法有：静电自组装技术、表面物理吸附改性、化学方法修饰，如单体共聚法（龚涛，汪长春，中国专利，公开号:CN101220187。）、硅烷偶联剂修饰技术等（邓春辉，林华清，戚大伟，刘扬，张祥民，中国专利，公开号：CN101185874）。

随着人们对复合材料的表面修饰技术研究的不断深入。目前，实现复合材料的表面多功能化有两个基本的思路：一是利用复合材料的微观结构调控，通过形成具有不同表面特性及功能的纳米颗粒的二元异质结构来实现；比如Hyeon等人，通过形成磁性纳米颗粒与半导体纳米粒子的二元异质结构来实现复合材料的表面多功能化 (Jaeyun Kim, Ji Eun Lee, Soo Hyeon Lee, Jung Ho Yu, Jung Hee Lee, Tae Gwan Park, and Taeghwan Hyeon, Adv. Mater., 2008, 20, 478.]。然而，这些异质结构由于多是构建在单颗磁性纳米颗粒上，因此，对外加磁场的磁响应性一般，而且，一次制备得到的产物产率较低，无法满足体外分离、检测等实际应用需求。

另外一个思路，是在微米尺度的球表面，通过一些物理方法或者化学手段来实现表面的多功能化修饰。比如（1）微流体合成法和（2）拓扑选择表面改性法。（陈云华，王朝阳，李煜，童真，化学进展，2009，21（4）：615-621.）这些方法可以一定程度上实现对材料表面功能基团的调控，但是制备的微球的尺寸一般在几十个微米左右，最小的也在2微米左右，另外，产物的得率也非常低，这些都导致所制备出的微球难以在更广泛的领域得到应用。

Nisisako 等人(Nisisako T, Torii T, Takahashi T, Takizawa Y. Adv. Mater., 2006, 18: 1152-1156)采用平板微流体方法成功制备出电荷及颜色各向异性的单分散聚合物粒子，该方法是两种油相从两个通道同时进入水相，形成二元异质的乳滴，然后通过聚合固化乳滴成为各向异性粒子。可以在两种油相中加入带有功能团的分子，从而将功能基团引入到粒子表面。微流体方法可一次成型，流程简单，得到的产物数量较多，还可进行二次修饰；但尺寸大多限制在10-100微米，而且制备过程中还存在一些缺陷，如压力损失，流道发生闭合等，且难以控制表面功能基团的数量，这些在一定程度上限制了微流体合成方法的应用。

Casagrande 等人(Casagrande C , Fabre P , Raphael E , Veyssie M. Phys. Lett . ,1989 , 9 : 251-255.) 首次报道了通过拓扑选择表面改性方法研究亲水性玻璃微球的改性过程及其在油/水界面的行为。他们将微球沉积在表面纤维素改性后的平板上，以保护微球的一个半球面；然后用十八烷基三氯硅烷(OTS) 与暴露在外未被保护的半球面反应使其表面疏水，微球受保护半球面仍保持亲水性，将纤维素溶解后释放出玻璃微球，从而得到两面分别亲疏水的玻璃微球。这种方法可以在微球表面引入一种基团，但是控制基团仅在微球的一半球面上，体现出各向异性的表面特性。

Paunov 等人(Paunov V N , Cayre O J . Adv. Mater. , 2004 , 16 : 788-791) 应用凝胶捕获技术将聚苯乙烯粒子注射到癸烷与结冷胶熔融态的水溶液界面处，当温度降到室温后，结冷胶从熔融态形成凝胶，单层粒子则被嵌入凝胶表面。除去癸烷后，在凝胶表面形成一层有机硅膜层，等凝胶层剥落后，粒子就会转移到弹性体表面，最后将金蒸发到聚苯乙烯粒子表面，从而得到了粒径100nm 以下的非对称聚苯乙烯粒子。

最近出现的模板上自组装改性技术，以氧化硅粒子为模型，一定程度上解决了产物得率较低的问题。Hong等人( Hong L., Jiang S., Granick S. Langmuir, 2006, 22: 9495-9499.) 利用曲面模板替代平面模板，应用皮克林乳液原理，包含SiO₂ 粒子的熔融石蜡能够在水中形成皮克林乳液，SiO₂粒子倾向在乳液液滴表面，形成单层自组装排列，然后用亲水性氨基硅烷偶联剂改性暴露在石蜡外面的SiO₂半球面，氯仿溶解石蜡后释放出SiO₂粒子；再用十八烷基三氯硅烷修饰其另一半球面，一次反应可以得到较多的各向异性表面双功能基团的二氧化硅粒子。

因此，目前尚缺乏一种技术能够有效地在亚微米尺度的磁性复合微球上实现高磁性物质含量，且具有各向异性表面双功能基团的修饰。现有的一些物理或者化学方法仅仅在微米级不带磁性内核的微球上实现表面各向异性的修饰，或者是通过分步两种硅烷偶联剂修饰的方法得到表面双功能基团的氧化硅粒子。

发明内容

本发明的目的在于提出一种具有核壳结构及表面各向异性双功能团的磁性二氧化硅微球及其制备方法。

本发明中，我们提出了一种高效、可控的制备具有高磁响应性和各向异性表面双功能化的磁性二氧化硅复合微球的方法，这种含高磁性物质含量的二氧化硅微球相对于含单个磁颗粒的异质结构来说，磁响应性更好，能充分发挥其磁特性；更重要的是，本专利所提供的表面各向异性双功能基团的修饰方法，充分利用氧化硅壳层的易于被改性的优势，可以适用于其它氧化硅包覆的功能性无机微球，比如氧化硅包量子点等，所以具有很强的通用性。该制备过程重复性好，得到的磁性复合微球形状规整，且粒径和表面基团数量易于控制。

本发明提出的具有核壳结构及表面各向异性双功能团的磁性二氧化硅微球，是一种以无机铁氧体颗粒为核、以二氧化硅为壳的核壳结构的磁性微球，磁性微球具有很高的磁性物质含量，其粒径大小为400-900纳米，磁性二氧化硅微球表面各向异性地同时分布有两种化学基团羧基和氨基，且基团密度一定范围内可以调控，且两种化学基团可以与生物分子，比如蛋白、抗体等能对外加磁场做出快速响应，而且还可以通过表面的两种化学基团与一些生物分子进行进一步的偶联或者静电物理吸附，从而能够在更广阔的领域得到应用。

上述复合微球是以磁性颗粒为核，壳层是以正硅酸烷基酯为前驱体制备的二氧化硅，二氧化硅壳层形成过程中，由于有带氨基的硅烷偶联剂与正硅酸烷基酯共缩聚，从而使二氧化硅壳层表面接有一定密度的氨基，然后进一步让二氧化硅表面的部分氨基与二酸酐反应，将这部分氨基转化成羧基，从而得到具有各向异性表面双功能基团的磁性二氧化硅微球。

本发明提出的具有核壳结构及表面各向异性双功能团的磁性二氧化硅微球的制备方法为：先是在磁性微球基础上，通过溶胶-凝胶法制备二氧化硅壳层的时候，引入第一种化学基团——氨基，然后通过固体微球作为稳定剂来稳定熔融石蜡/水的悬浮体系时，能够在石蜡表面形成稳定的单层密堆积结构，从而将二氧化硅壳层表面部分氨基反应转化成羧基。具体来说，先用强酸（如硝酸、盐酸）对无机磁性颗粒进行活化，然后在醇/水体系中利用溶胶-凝胶法制备以二氧化硅为壳、无机磁性微球为核的无机复合磁性微球，同时引入带有氨基的硅烷偶联剂与二氧化硅前驱体正硅酸烷基酯发生共缩聚后，在壳层形成的过程中，进行壳层的氨基化修饰，然后在加热熔融石蜡与热水混合体系中，将氨基化磁性二氧化硅微球加入，进行搅拌乳化，磁性微球具有一定的表面活性，稳定水相中形成的石蜡液滴，从而单层密堆积在石蜡液滴与水的界面，当乳液体系缓慢降温到室温附近时，石蜡固化，磁性二氧化硅微球被固定在界面处，其部分表面暴露在外，部分表面被遮蔽在石蜡球内部，将此石蜡带磁性微球分离，重新分散在N,N-二甲基甲酰胺（DMF）溶剂中，加入二酸酐，如丁二酸酐等，丁二酸酐会与暴露在外面的二氧化硅壳层上的氨基反应，将其转化成羧基。制备得到表面双功能基团的磁性二氧化硅微球。具体步骤如下：

(1)使用溶剂热法制备磁性内核微球，将无机铁氧体和柠檬酸盐分别溶解在乙二醇中，混合后，在不锈钢聚四氟乙烯内胆的反应釜中，加热到200℃，反应8-72小时，得到无机磁性微球；无机铁氧体和柠檬酸盐的相对质量百分比为37.5%；

(2)将步骤(1)得到的无机磁性微球分散在去离子水中，利用磁场分离洗涤，然后分散在1.0 mol/L的强酸溶液中，超声作用10-40分钟，再利用磁铁分离出经过强酸处理的磁性微球，并用去离子水洗涤3-5次；将强酸活化过的磁性微球的分散液加入到醇/水混合液中，在搅拌下加入碱及正硅酸烷基酯，机械搅拌反应8-12小时，然后加入正硅酸烷基酯和硅烷偶联剂，继续搅拌反应8-12小时，磁分离后，用醇洗涤2-3次，在50℃下真空干燥，得到固体粉末，所得固体粉末为表面带有氨基的磁性二氧化硅微球；整个体系按照重量百分比计，无机磁性微球占0.24 %，碱占1.2 %，醇占74.5 %，去离子水占23.8 %，正硅酸烷基酯占0.16-0.9 %，剩余为硅烷偶联剂，其总重量满足100%；

(3)将步骤(2)反应得到的表面带有氨基的磁性二氧化硅微球分散在去离子水中，精炼石蜡固体在75℃下加热熔融成液体，在50-300 rpm速度下机械搅拌5-20分钟，调节搅拌速度到300-800 rpm下，快速倒入经过75℃预热10分钟的二氧化硅磁性微球水分散液到熔融石蜡中，继续高速搅拌30-60分钟，体系在40-60℃下缓慢冷却至室温；将水相中浅色固体物用滤纸缓慢分离出来，水冲洗2-3次；

(4)将步骤(3)中得到的浅色固体物通过涡旋振荡分散在N,N-二甲基甲酰胺（DMF）中，加入相对于DMF 0.02 wt %的二酸酐，室温下机械搅拌反应24小时，在1500 rpm下离心3-5分钟，沉淀重新分散在适量DMF中，重复此离心、重悬过程3次，将多余未反应的二酸酐洗去，最后一次离心，得到沉淀；

(5)将步骤(4)中得到的沉淀，分散在三氯甲烷中，室温搅拌12小时，利用磁铁分离，用三氯甲烷洗涤，即得到了具有高磁响应性和表面双功能基团的磁性二氧化硅微球。

本发明中，所用的无机铁氧体可以是γ-Fe₂O₃或Fe₃O₄或其它的铁氧体颗粒中任一种。

本发明中，所用的强酸可以是硝酸、盐酸或硫酸等中任一种。

本发明中，所用的柠檬酸盐可以是柠檬酸钠或柠檬酸钾的一至几种。

本发明中，所用的碱可以是氨水、氢氧化钾、氢氧化钠或四甲基氢氧化铵等其中的一种。

本发明中，所用的醇可以是甲醇、乙醇或异丙醇等中一至几种。

本发明中，所用的正硅酸烷基酯可以是正硅酸甲酯或者正硅酸乙酯等中任一种。

本发明中，所用的硅烷偶联剂是带有氨基的硅烷偶联剂，可以是三甲基氨丙基硅烷、三乙氧基氨丙基硅烷或N-(β-氨乙基)- γ-丙基三乙氧基硅烷等中任一种。

本发明中，所用的二酸酐可以是丁二酸酐、戊二酸酐或己二酸酐等中任一种。

本发明制备的具有高磁响应性、表面各向异性双功能基团的磁性二氧化硅微球，其粒径可以在400-900纳米间变化，通过控制无机铁氧体制备过程中的参数，比如反应时间，可以制备得到不同粒径的磁性微球，在氧化硅壳层制备过程中，通过改变配方，可以调控二氧化硅壳层的厚度，从而调控整个磁性二氧化硅微球的尺寸。另外，微球表面的氨基和羧基基团密度也可以调节，通过控制氨基硅烷偶联剂及后续丁二酸酐的用量，可以改变和单独调节磁性微球上的两种基团的密度。这两种基团密度可以借助表面电势测量估算。本发明方法简单，原料成本低、易得。所制得的复合微球粒径分布窄，且具有高的磁性物质含量，表面基团密度可以调控。

目前国内外对于磁性微球的表面功能化修饰研究主要偏重于进行微球整体表面功能化修饰或者制备磁性/无机粒子二元异质结构，前者表面通常只有一种基团，后者可以有两种基团，但是磁响应性不佳，相比较而言，本发明通过对二氧化硅包被磁性微球，得到高磁响应性的微球，然后进行可控的表面各向异性功能化修饰，从而制备了具有高磁响应性、表面各向异性双功能基团的磁性二氧化硅微球。通过这种方法制备的微球具有以下特点：

（1）磁性内核，且磁性物质含量占整个微球比例很高，具有良好的磁响应性，（2）微球表面同时具有两种化学基团，而且两种基团分别集中分布在微球表面的不同部位，这样在后续的生物医学应用中降低了相互干扰，（3）微球粒径大小可以调节，粒径分布较窄，（4）微球表面化学基团数量可以在一定范围内调节，（5）微球制备方法简单，稳定性高。

附图说明

图1是磁性氧化硅微球在石蜡微球表面形成的近似单层密堆积的扫描电镜照片。

图2 带有表面双功能基团的磁性氧化硅微球的扫描电镜照片。

具体实施方式

下面通过实施例进一步说明本发明。

实施例1. 将0.81 g FeCl₃ ·6H₂O和2.16 g柠檬酸钠分别溶解在30ml乙二醇中，混合后，移入不锈钢加四氟乙烯内胆的反应釜中，旋紧反应釜，加热到200℃，反应8小时，得到平均粒径为350 nm无机磁性微球，在磁分离下，用乙醇和水各洗3次。得到磁性微球的磁分离产物；使用强酸对无机磁性微球进行活化，将无机磁性微球分散在去离子水中，利用磁场分离洗涤，然后分散在1 M的盐酸溶液中，超声作用10-40分钟，再利用磁铁分离出经过强酸处理的磁性微球，并用去离子水洗涤3-5次。将强酸活化过的磁性微球的分散液加入到醇/水混合液中，在搅拌下加入碱液、及正硅酸烷基酯，机械搅拌反应8-12小时，然后加入第二份的正硅酸烷基酯和氨基硅烷偶联剂，继续搅拌反应8-12小时，磁分离后，用乙醇洗涤2-3次，在50℃下真空干燥，得到固体粉末，得到表面带有氨基的磁性二氧化硅微球。整个体系按照重量计算，磁性微球占0.24 %，碱液占1.2 %，醇占74.5 %，水占23.8 %，正硅酸烷基酯占0.16 %，剩余为氨基硅烷偶联剂。得到粒径为400nm的氧化硅包被磁性复合微球。

将上面得到的磁性二氧化硅复合微球粉末0.5g分散在33g二次去离子中，精炼石蜡固体3.3g在75℃下加热熔融成液体，在200-300 rpm速度下机械搅拌5-20分钟，调节搅拌速度到500-800 rpm下，快速倒入经过75℃预热10分钟的磁性二氧化硅水分散液到熔融石蜡中，继续高速搅拌30-60分钟。体系在40-60℃下缓慢冷却至室温。将水相中浅色固体物用滤纸缓慢分离出来，水冲洗2-3次。

将上面步骤3中得到的浅色固体物质0.25 g通过涡旋振荡分散在200ml N,N-二甲基甲酰胺（DMF）中，加入0.04g的丁二酸酐，室温下机械搅拌反应18-24小时，在1500 rpm下离心3-5分钟，沉淀重新分散在适量DMF中，重复此离心、重悬过程3次，将多余未反应的丁二酸酐洗去，最后一次离心，得到沉淀

将得到的沉淀，分散在50ml三氯甲烷中，室温搅拌12小时。利用磁铁分离，用三氯甲烷洗涤2次，即得到了具有高磁响应性和表面双功能基团的磁性二氧化硅微球。

实施例2. 将0.81 g FeCl₃·6H₂O和2.16 g柠檬酸钠分别溶解在30ml乙二醇中，混合后，移入不锈钢加四氟乙烯内胆的反应釜中，旋紧反应釜，加热到200℃，反应16小时，得到平均粒径400 nm的无机磁性微球，在磁分离下，用乙醇和水各洗3次。得到磁性微球的磁分离产物；使用强酸对无机磁性微球进行活化，将无机磁性微球分散在去离子水中，利用磁场分离洗涤，然后分散在1 M的盐酸溶液中，超声作用10-40分钟，再利用磁铁分离出经过强酸处理的磁性微球，并用去离子水洗涤3-5次。将强酸活化过的磁性微球的分散液加入到醇/水混合液中，在搅拌下加入碱液、及正硅酸烷基酯，机械搅拌反应8-12小时，然后加入第二份的正硅酸烷基酯和氨基硅烷偶联剂，继续搅拌反应8-12小时，磁分离后，用乙醇洗涤2-3次，在50℃下真空干燥，得到固体粉末，得到表面带有氨基的磁性二氧化硅微球。整个体系按照重量计算，磁性微球占0.24 %，碱液占1.2 %，醇占74.4 %，水占23.8 %，正硅酸烷基酯占0.25 %，剩余为氨基硅烷偶联剂。得到粒径为500nm的氧化硅包被磁性复合微球。

实施例3. 将0.81 gFeCl₃·6H₂O和2.16 g柠檬酸钠分别溶解在30ml乙二醇中，混合后，移入不锈钢加四氟乙烯内胆的反应釜中，旋紧反应釜，加热到200℃，反应24小时，得到平均粒径为520 nm的无机磁性微球，在磁分离下，用乙醇和水各洗3次。得到磁性微球的磁分离产物；使用强酸对无机磁性微球进行活化，将无机磁性微球分散在去离子水中，利用磁场分离洗涤，然后分散在1 M的盐酸溶液中，超声作用10-40分钟，再利用磁铁分离出经过强酸处理的磁性微球，并用去离子水洗涤3-5次。将强酸活化过的磁性微球的分散液加入到醇/水混合液中，在搅拌下加入碱液、及正硅酸烷基酯，机械搅拌反应8-12小时，然后加入第二份的正硅酸烷基酯和氨基硅烷偶联剂，继续搅拌反应8-12小时，磁分离后，用乙醇洗涤2-3次，在50℃下真空干燥，得到固体粉末，得到表面带有氨基的磁性二氧化硅微球。整个体系按照重量计算，磁性微球占0.23 %，碱液占1.2 %，醇占74.3 %，水占23.7 %，正硅酸烷基酯占0.5 %，剩余为氨基硅烷偶联剂。得到粒径为700nm的氧化硅包被磁性复合微球。

实施例4.

将0.81 gFeCl₃·6H₂O和2.16 g柠檬酸钠分别溶解在30ml乙二醇中，混合后，移入不锈钢加四氟乙烯内胆的反应釜中，旋紧反应釜，加热到200℃，反应48小时，得到平均粒径为650 nm的无机磁性微球，在磁分离下，用乙醇和水各洗3次。得到磁性微球的磁分离产物；使用强酸对无机磁性微球进行活化，将无机磁性微球分散在去离子水中，利用磁场分离洗涤，然后分散在1 M的盐酸溶液中，超声作用10-40分钟，再利用磁铁分离出经过强酸处理的磁性微球，并用去离子水洗涤3-5次。将强酸活化过的磁性微球的分散液加入到醇/水混合液中，在搅拌下加入碱液、及正硅酸烷基酯，机械搅拌反应8-12小时，然后加入第二份的正硅酸烷基酯和氨基硅烷偶联剂，继续搅拌反应8-12小时，磁分离后，用乙醇洗涤2-3次，在50℃下真空干燥，得到固体粉末，得到表面带有氨基的磁性二氧化硅微球。整个体系按照重量计算，磁性微球占0.23 %，碱液占1.0 %，醇占74.2 %，水占23.5 %，正硅酸烷基酯占0.9 %，剩余为氨基硅烷偶联剂。得到粒径为900nm的氧化硅包被磁性复合微球。

将上面步骤3中得到的浅色固体物质0.25 g通过涡旋振荡分散在200ml N,N-二甲基甲酰胺（DMF）中，加入0.04g的丁二酸酐，室温下机械搅拌反应18-24小时，在1500 rpm下离心3-5分钟，沉淀重新分散在适量DMF中，重复此离心、重悬过程3次，将多余未反应的丁二酸酐洗去，最后一次离心，得到沉淀。

Claims

1.一种具有核壳结构及表面各向异性双功能团的磁性二氧化硅微球，其特征在于该磁性二氧化硅微球是一种以无机铁氧体颗粒为核、以二氧化硅为壳的核壳结构的磁性微球，磁性微球具有很高的磁性物质含量，其粒径大小为400-900纳米，磁性二氧化硅微球表面各向异性地同时分布有两种化学基团羧基和氨基，且基团密度一定范围内可以调控。

2.一种如权利要求1所述的具有核壳结构及表面各向异性双功能团的磁性二氧化硅微球的制备方法，其特征在于具体步骤如下：

(2)将步骤(1)得到的无机磁性微球分散在去离子水中，利用磁场分离洗涤，然后分散在1.0 mol/L的强酸溶液中，超声作用10-40分钟，再利用磁铁分离出经过强酸处理的磁性微球，并用去离子水洗涤3-5次；将强酸活化过的磁性微球的分散液加入到醇/水混合液中，在搅拌下加入碱及正硅酸烷基酯，机械搅拌反应8-12小时，然后加入正硅酸烷基酯和硅烷偶联剂，继续搅拌反应8-12小时，磁分离后，用醇洗涤2-3次，在50℃下真空干燥，得到固体粉末，所得固体粉末为表面带有氨基的磁性二氧化硅微球；整个体系按照重量百分比计，无机磁性微球占0.24 %，碱占1.2 %，醇占74.5 %，去离子水占23.8 %，正硅酸烷基酯占0.16 %，剩余为硅烷偶联剂，其总重量满足100%；

(4)将步骤(3)中得到的浅色固体物通过涡旋振荡分散在N,N-二甲基甲酰胺中，加入相对于N,N-二甲基甲酰胺 0.02 wt %的二酸酐，室温下机械搅拌反应18-24小时，在1500 rpm下离心3-5分钟，沉淀重新分散在适量N,N-二甲基甲酰胺中，重复此离心、重悬过程3次，将多余未反应的二酸酐洗去，离心，得到沉淀；

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于所用的无机铁氧体是γ-Fe₂O₃或Fe₃O₄或其它的铁氧体颗粒中任一种。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于所用的强酸是硝酸、盐酸或硫酸中任一种。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于所用的柠檬酸盐是柠檬酸钠或柠檬酸钾的一至几种。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于所用的碱是氨水、氢氧化钾、氢氧化钠或四甲基氢氧化铵其中的一种。

7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于所用的醇是甲醇、乙醇或异丙醇中一至几种。

8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于所用的正硅酸烷基酯是正硅酸甲酯或者正硅酸乙酯中任一种。

9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于所用的硅烷偶联剂是带有氨基的硅烷偶联剂，即为三甲基氨丙基硅烷、三乙氧基氨丙基硅烷或N-(β-氨乙基)- γ-丙基三乙氧基硅烷中任一种。

10.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于所用的二酸酐是丁二酸酐、戊二酸酐或己二酸酐中任一种。