CN109437323A - 一种生物相亲性磁性四氧化三铁纳米粒子的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于纳米材料制备技术领域,具体涉及一种生物相亲性磁性四氧化三铁纳米粒子的制备方法,该方法以六水合氯化铁为铁源,无水醋酸钠为还原剂,乙二醇为溶剂,适量的聚乙烯亚胺为表面相亲性改性剂,经聚四氟乙烯高压反应釜一步反应制得可直接应用于生物医药领域内的生物相亲性磁性Fe3O4纳米粒子。本发明工艺简单,操作方便,原料易得,经济高效,环境友好,可批量生产,所制得的磁性纳米粒子在生物医药领域内具有很大的应用价值。
Description
技术领域
本发明属于纳米材料制备技术领域,具体涉及一种生物相亲性磁性四氧化三铁纳米粒子的制备方法。
背景技术
自21世纪以来,信息科技、纳米科技以及生物科技成为了科技发展的前沿。近年来,随着磁性纳米材料科学与技术的发展,四氧化三铁纳米材料因为其具有粒径小、灵敏度高、毒性低、性能稳定、原材料易得等优势,它的应用开发越发引起科研工作者的关注,特别是在生物医学领域的应用潜力巨大。
与磁性Fe3O4纳米粒子尺寸相关联的一个不可避免的问题是其在较长一段时间内固有的不稳定性,这主要表现在两个方面:(1)分散性的降低,小粒径的纳米粒子聚集并形成大的颗粒以降低表面能,从而降低了粒子的分散性能;(2)磁性能的损耗,裸的磁性Fe3O4纳米粒子由于其高化学活性容易在空气中氧化,进而损失部分磁性能。因此,在Fe3O4纳米粒子的应用中重要的是要制定一个保护策略来保护Fe3O4不受损坏。尤其在生物医学应用方面,磁性Fe3O4纳米粒子的生物相容性和毒性是衡量其能否在生物医学领域内应用的重要标准,因此对Fe3O4纳米粒子表面进行有效的修饰及功能化显得尤为重要。
近年来,生物相亲性Fe3O4纳米粒子的获得主要通过利用各种材料来对Fe3O4颗粒表面进行修饰及功能化,包括有机材料和无机材料。修饰及功能化的原理包括共价连接,范德华相互作用和静电相互作用等。这些修饰及功能化大体都涉及多步反应过程,且消耗大量的化学试剂,造成环境污染,不易批量生产,更有甚者在改性后虽然赋予了Fe3O4纳米粒子亲水性能,却未改善Fe3O4纳米粒子的分散性。
发明内容
本发明主要提供了一种生物相亲性磁性四氧化三铁纳米粒子的制备方法,所制得的磁性纳米粒子分散性好,粒径均匀,亲水性强,在生物医药领域内具有很大的应用价值。其技术方案如下:
一种生物相亲性磁性四氧化三铁纳米粒子的制备方法,包括以下步骤:
(1)取FeCl3·6H2O、无水醋酸钠、乙二醇置于容器中,超声搅拌使体系分散均匀;
(2)加入聚乙烯亚胺,超声搅拌使体系分散均匀;
(3)将分散体系转移至聚四氟乙烯反应釜中,190-200℃反应8-10h;
(4)反应结束后提纯洗涤、真空干燥得到生物相亲性磁性四氧化三铁纳米粒子粉末。
优选的,步骤(1)中FeCl3·6H2O与无水醋酸钠的质量比为1:6。
优选的,步骤(2)中聚乙烯亚胺的加入量为步骤(1)中FeCl3·6H2O质量的1.2-2.6倍。
优选的,步骤(1)和步骤(2)中超声搅拌时间为5-20min。
优选的,步骤(4)中提纯方法为磁倾析法,洗涤剂为去离子水,真空干燥温度为25-35℃。
优选的,制得的四氧化三铁纳米粒子的粒径为32-78nm,平均粒径为53.59±0.99nm。
采用上述方案,本发明具有以下优点:
本发明通过调节铁源与聚乙烯亚胺的比例、反应温度等因素,调节目标产物的结构及生物相亲性,制得的磁性纳米粒子分散性好,粒径均匀,亲水性强,在生物医药领域内具有很大的应用价值。且本发明制备工艺简单,一步反应操作方便,原料易得,可批量生产,经济高效,环境友好。
附图说明
图1为本发明实施例1中制得的生物相亲性磁性四氧化三铁的透射电镜图。
图2为本发明实施例1中制得的生物相亲性磁性四氧化三铁的粒径分布图。
图3为本发明实施例1中制得的生物相亲性磁性四氧化三铁的磁性能图。
具体实施方式
以下实施例中的实验方法如无特殊规定,均为常规方法,所涉及的实验试剂及材料如无特殊规定均为常规生化试剂和材料。
实施例1
依次称取0.5g FeCl3·6H2O,3.0g醋酸钠,量取40mL乙二醇,置于50mL烧杯中,超声搅拌20min使体系分散均匀。向上述混合液中加入称取好的1.0g聚乙烯亚胺,继续超声搅拌10min。最后将均一的混合液体转入100mL聚四氟乙烯反应釜中,200℃反应10h。
反应结束后倒出产物,磁倾析提取产物,用去离子水多次洗涤。最后,将产品放入30℃的真空烘箱中烘干,得到干燥的粉末状产品。
对制备的生物相亲性磁性四氧化三铁进行透射电镜,粒径分布,磁性能等测试,分别如图1、2、3所示。
实施例2
依次称取0.5g FeCl3·6H2O,3.0g醋酸钠,量取40mL乙二醇,置于50mL烧杯中,超声搅拌20min使体系分散均匀。向上述混合液中加入称取好的1.0g聚乙烯亚胺,继续超声搅拌5min。最后将均一的混合液体转入100mL聚四氟乙烯反应釜中,190℃反应10h。
反应结束后倒出产物,磁倾析提取产物,用去离子水多次洗涤。最后,将产品放入25℃的真空烘箱中烘干,得到干燥的粉末状产品。
实施例3
依次称取0.5g FeCl3·6H2O,3.0g醋酸钠,量取40mL乙二醇,置于50mL烧杯中,超声搅拌20min使体系分散均匀。向上述混合液中加入称取好的1.3g聚乙烯亚胺,继续超声搅拌10min。最后将均一的混合液体转入100mL聚四氟乙烯反应釜中,200℃反应8h。
反应结束后倒出产物,磁倾析提取产物,用去离子水多次洗涤。最后,将产品放入35℃的真空烘箱中烘干,得到干燥的粉末状产品。
实施例4
依次称取0.5g FeCl3·6H2O,3.0g醋酸钠,量取40mL乙二醇,置于50mL烧杯中,超声搅拌15min使体系分散均匀。向上述混合液中加入称取好的0.6g聚乙烯亚胺,继续超声搅拌20min。最后将均一的混合液体转入100mL聚四氟乙烯反应釜中,200℃反应10h。
反应结束后倒出产物,磁倾析提取产物,用去离子水多次洗涤。最后,将产品放入30℃的真空烘箱中烘干,得到干燥的粉末状产品。
实施例5
依次称取0.5g FeCl3·6H2O,3.0g醋酸钠,量取40mL乙二醇,置于50mL烧杯中,超声搅拌20min使体系分散均匀。向上述混合液中加入称取好的1.0g聚乙烯亚胺,继续超声搅拌10min。最后将均一的混合液体转入100mL聚四氟乙烯反应釜中,200℃反应8h。
反应结束后倒出产物,磁倾析提取产物,用去离子水多次洗涤。最后,将产品放入25℃的真空烘箱中烘干,得到干燥的粉末状产品。
对本领域的技术人员来说,可根据以上描述的技术方案以及构思,做出其它各种相应的改变以及形变,而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种生物相亲性磁性四氧化三铁纳米粒子的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)取FeCl3·6H2O、无水醋酸钠、乙二醇置于容器中,超声搅拌使体系分散均匀;
(2)加入聚乙烯亚胺,超声搅拌使体系分散均匀;
(3)将分散体系转移至聚四氟乙烯反应釜中,190-200℃反应8-10h;
(4)反应结束后提纯洗涤、真空干燥得到生物相亲性磁性四氧化三铁纳米粒子粉末。
2.根据权利要求1所述的生物相亲性磁性四氧化三铁纳米粒子的制备方法,其特征在于:步骤(1)中FeCl3·6H2O与无水醋酸钠的质量比为1:6。
3.根据权利要求1所述的生物相亲性磁性四氧化三铁纳米粒子的制备方法,其特征在于:步骤(2)中聚乙烯亚胺的加入量为步骤(1)中FeCl3·6H2O质量的1.2-2.6倍。
4.根据权利要求1所述的生物相亲性磁性四氧化三铁纳米粒子的制备方法,其特征在于:步骤(1)和步骤(2)中超声搅拌时间为5-20min。
5.根据权利要求1所述的生物相亲性磁性四氧化三铁纳米粒子的制备方法,其特征在于:步骤(4)中提纯方法为磁倾析法,洗涤剂为去离子水,真空干燥温度为25-35℃。
6.根据权利要求1所述的生物相亲性磁性四氧化三铁纳米粒子的制备方法,其特征在于:制得的四氧化三铁纳米粒子的粒径为32-78nm,平均粒径为53.59±0.99nm。
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PB01 | Publication | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190308 |
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