CN113398848A - 一种可回收氧化壳聚糖包覆Fe304磁性微球的制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种可回收氧化壳聚糖包覆Fe3O4磁性微球的制备方法，所述可回收氧化壳聚糖包覆Fe304磁性微球的制备方法包括如下步骤：基料准备、按重量百分比将2％～5％的氧化壳聚糖、2％～3％的磁性纳米Fe3O4颗粒和余量的乙酸溶液，并将量取完成的各组分分别倒入试剂罐中保存；混合制取、将步骤(1)按重量百分比取得的氧化壳聚糖、磁性纳米Fe3O4颗粒和乙酸溶液混合、搅拌均匀，制成氧化壳聚糖溶液，本发明操作简单，制备步骤简化，且制备时间更短、效率更快方便对材料进行回收且充分利用，提高了制备速度。

Description

一种可回收氧化壳聚糖包覆Fe304磁性微球的制备方法

技术领域

本申请涉及磁性材料技术领域，尤其是一种可回收氧化壳聚糖包覆Fe304 磁性微球的制备方法。

背景技术

磁性复合微球已广泛用于生物医学、细胞学和分离工程等诸多领域。制备磁性高分子微球的高分子材料主要有天然高分子和合成高分子。天然高分子有纤维素、明胶等，合成高分子材料主要有聚苯乙烯、聚丙烯酸(酯)及其共聚物、聚酰胺类、和聚苯胺等。主要方法有包埋法、悬浮聚合法、乳液聚合法、分散聚合法及原子转移自由基聚合法等，四氧化三铁纳米粒子具有优异的磁性能和良好的生物相容性，在细胞分离、靶向给药、癌症热疗、磁共振成像等领域有广阔的应用前景，是当今纳米生物医学领域的研究热点之一。生物医学应用对四氧化三铁纳米粒子的表面性质有很高的要求。

现有的氧化壳聚糖包覆Fe304磁性微球制备过程复杂，制备方法较为繁琐，不方便快速制备，且一般的氧化壳聚糖包覆Fe304磁性微球制备方法不能进行回收再利用，继而造成材料的浪费。因此，针对上述问题提出一种可回收氧化壳聚糖包覆Fe304磁性微球的制备方法。

发明内容

在本实施例中提供了一种可回收氧化壳聚糖包覆Fe304磁性微球的制备方法用于解决现有的氧化壳聚糖包覆Fe304磁性微球制备过程复杂，制备方法较为繁琐，不方便快速制备，且一般的氧化壳聚糖包覆Fe304磁性微球制备方法不能进行回收再利用，继而造成材料的浪费的问题。

根据本申请的一个方面，提供了一种可回收氧化壳聚糖包覆Fe304磁性微球的制备方法，所述可回收氧化壳聚糖包覆Fe304磁性微球的制备方法包括如下步骤：

(1)基料准备、按重量百分比将2％～5％的氧化壳聚糖、2％～3％的磁性纳米Fe3O4颗粒和余量的乙酸溶液，并将量取完成的各组分分别倒入试剂罐中保存；

(2)混合制取、将步骤(1)按重量百分比取得的氧化壳聚糖、磁性纳米Fe3O4颗粒和乙酸溶液混合、搅拌均匀，制成氧化壳聚糖溶液；

(3)搅拌反应、在搅拌速度为2500r/min的室温条件下将准备的氧化壳聚糖溶液以珠状加入到有机分散介质中，壳聚糖溶液完全加入后继续搅拌 10min，然后再加入壳聚糖溶液体积5％～12％的交联剂，在3000r/min的搅拌速度下反应2～5h；

(4)微球收集、用磁铁收集磁性微球初品，然后进行连续清洗，再放入 40℃的条件下干燥40-70小时，即得到氧化壳聚糖包覆Fe304磁性微球。

进一步地，所述步骤(1)中磁性纳米Fe3O4颗粒制取采用取一定的乙酰丙酮铁和三甘醇加入到回流加热反应装置中，在磁力搅拌和Ar气保护的条件下，将装置缓慢加热至沸腾，并保持回流一段时间。冷却后向反应溶液中加入乙酸乙醇使生成的四氧化三铁纳米粒子产生絮凝，磁性分离黑色产物，清洗数次，分散到乙醇中，即得到稳定的Fe3O4乙醇胶体溶液。

进一步地，所述步骤(1)中磁性纳米Fe3O4颗粒制备、在室温机械搅拌的条件下，向150mL的锥形瓶中加人一定量的Fe304胶体、去离子水、无水乙醇，然后加入氨水催化TEOS水解、缩合，反应12h后将产物磁性分离，用超纯水洗涤多次彻底除去未反应的原料，即得到Fe3O4复合纳米粒子。

进一步地，所述步骤(1)中乙酸溶液的质量浓度为7.5％。

进一步地，所述步骤(3)中有机分散介质按体积份数比由25～40份的液体石蜡、30～45份的石油醚和1.2～2份的乳化剂组成。

进一步地，所述步骤(1)中氧化壳聚糖将粘均分子量为60～100万、脱乙酰度≥92％的大分子壳聚糖按浴比1:10～20溶解在离子液体中，然后加入体积量为所述离子液体体积2.5倍的无水乙醇析出壳聚糖沉淀，过滤，过滤后的沉淀浸渍在无水乙醇中超声波振荡清洗1～1.5h，以充分置换出沉淀中的离子液体，再经过滤、干燥、粉碎、过120目筛网后得到多孔壳聚糖。

进一步地，所述步骤(1)中氧化壳聚糖通过将制得的多孔壳聚糖干燥后，按浴比1:8～16于20～35℃下在离子液体中润涨1～8h，形成半固态凝胶；然后加入由浓硝酸和浓磷酸按体积比1:0.5～4构成的混合酸与亚硝酸钠，于室温、避光密闭的持续搅拌条件下氧化反应0.5～6h，反应结束后，立即向反应液中加入体积为反应液体积2～3倍的无水乙醇终止氧化反应，然后过滤即可得到多孔氧化壳聚糖。

进一步地，所述步骤(4)中磁性微球初品为直径1-4μm的微球结构。

进一步地，所述步骤(3)中氨水的质量分数26％。

进一步地，所述步骤(4)中连续清洗依次采用石油醚和丙酮。

通过本申请上述实施例，解决了现有的氧化壳聚糖包覆Fe304磁性微球制备过程复杂，制备方法较为繁琐，不方便快速制备，且一般的氧化壳聚糖包覆Fe304磁性微球制备方法不能进行回收再利用，继而造成材料的浪费的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

本实施例中的制备方法可以适用于磁性微球的制备，例如，在本实施例提供了如下一种可回收氧化壳聚糖包覆Fe304磁性微球的制备方法，本实施例中的制备方法可以采用如下制备装置进行磁性微球的制备。

一种乙二胺改性壳聚糖复合磁性微球制备的装置，该装置包括：恒温水浴池一、温度监测器、超声分散机、传输管、溶解罐、洗涤水龙头、排水管、反应釜、干燥机、研磨机、恒温水浴池二；

所述的恒温水浴池一设置在溶解罐的前面，所述的温度监测器设置在恒温水浴池一的内部一侧，所述的超声分散机设置在恒温水浴池一的内部中央，所述的传输管设置在恒温水浴池一和溶解罐之间，所述的溶解罐设置在恒温水浴池二的前面，所述的洗涤水龙头分别设置在恒温水浴池一和恒温水浴池二的内部一侧，所述的排水管分别设置在恒温水浴池一和恒温水浴池二的外部下端，所述的反应釜设置在干燥机的前面，所述的干燥机设置在研磨机的前面，所述的研磨机设置在乙二胺改性壳聚糖复合磁性微球制备的装置的最后端，所述的恒温水浴池二设置在反应釜的前面。

进一步，所述的温度监测器在计算机控制下可以准确显示恒温水浴池一和恒温水浴池二内部的温度，提高生产的准确性。

进一步，所述的反应釜的外壁设置有夹套，并在器内设置换热面，通过外循环进行换热，在真空的一般中等压力环境下采用机械密封，压力为公斤，缩短了生产时间。

实施例一

请参阅图1所示，一种可回收氧化壳聚糖包覆Fe304磁性微球的制备方法，所述可回收氧化壳聚糖包覆Fe304磁性微球的制备方法包括如下步骤：

(1)基料准备、按重量百分比将2％的氧化壳聚糖、2％的磁性纳米Fe3O4 颗粒和余量的乙酸溶液，并将量取完成的各组分分别倒入试剂罐中保存；

(2)混合制取、将步骤(1)按重量百分比取得的氧化壳聚糖、磁性纳米Fe3O4颗粒和乙酸溶液混合、搅拌均匀，制成氧化壳聚糖溶液；

(3)搅拌反应、在搅拌速度为2500r/min的室温条件下将准备的氧化壳聚糖溶液以珠状加入到有机分散介质中，壳聚糖溶液完全加入后继续搅拌 10min，然后再加入壳聚糖溶液体积5％的交联剂，在3000r/min的搅拌速度下反应2h；

(4)微球收集、用磁铁收集磁性微球初品，然后进行连续清洗，再放入 40℃的条件下干燥40小时，即得到氧化壳聚糖包覆Fe304磁性微球。

进一步地，所述步骤(1)中磁性纳米Fe3O4颗粒制取采用取一定的乙酰丙酮铁和三甘醇加入到回流加热反应装置中，在磁力搅拌和Ar气保护的条件下，将装置缓慢加热至沸腾，并保持回流一段时间。冷却后向反应溶液中加入乙酸乙醇使生成的四氧化三铁纳米粒子产生絮凝，磁性分离黑色产物，清洗数次，分散到乙醇中，即得到稳定的Fe3O4乙醇胶体溶液。

进一步地，所述步骤(1)中磁性纳米Fe3O4颗粒制备、在室温机械搅拌的条件下，向150mL的锥形瓶中加人一定量的Fe304胶体、去离子水、无水乙醇，然后加入氨水催化TEOS水解、缩合，反应12h后将产物磁性分离，用超纯水洗涤多次彻底除去未反应的原料，即得到Fe3O4复合纳米粒子。

进一步地，所述步骤(1)中乙酸溶液的质量浓度为7.5％。

进一步地，所述步骤(3)中有机分散介质按体积份数比由25份的液体石蜡、30份的石油醚和1.2份的乳化剂组成。

进一步地，所述步骤(1)中氧化壳聚糖将粘均分子量为60万、脱乙酰度≥92％的大分子壳聚糖按浴比1:10～20溶解在离子液体中，然后加入体积量为所述离子液体体积2.5倍的无水乙醇析出壳聚糖沉淀，过滤，过滤后的沉淀浸渍在无水乙醇中超声波振荡清洗1～1.5h，以充分置换出沉淀中的离子液体，再经过滤、干燥、粉碎、过120目筛网后得到多孔壳聚糖。

进一步地，所述步骤(1)中氧化壳聚糖通过将制得的多孔壳聚糖干燥后，按浴比1:8～16于20℃下在离子液体中润涨1h，形成半固态凝胶；然后加入由浓硝酸和浓磷酸按体积比1:0.5～4构成的混合酸与亚硝酸钠，于室温、避光密闭的持续搅拌条件下氧化反应0.5h，反应结束后，立即向反应液中加入体积为反应液体积2倍的无水乙醇终止氧化反应，然后过滤即可得到多孔氧化壳聚糖。

进一步地，所述步骤(4)中磁性微球初品为直径1μm的微球结构。

进一步地，所述步骤(3)中氨水的质量分数26％。

进一步地，所述步骤(4)中连续清洗依次采用石油醚和丙酮。

上述制备方法适用于快速可回收的氧化壳聚糖包覆Fe304磁性微球的制备，方便对材料进行回收和再利用。

实施例二

请参阅图1所示，一种可回收氧化壳聚糖包覆Fe304磁性微球的制备方法，所述可回收氧化壳聚糖包覆Fe304磁性微球的制备方法包括如下步骤：

(1)基料准备、按重量百分比将5％的氧化壳聚糖、3％的磁性纳米Fe3O4 颗粒和余量的乙酸溶液，并将量取完成的各组分分别倒入试剂罐中保存；

(2)混合制取、将步骤(1)按重量百分比取得的氧化壳聚糖、磁性纳米Fe3O4颗粒和乙酸溶液混合、搅拌均匀，制成氧化壳聚糖溶液；

(3)搅拌反应、在搅拌速度为2500r/min的室温条件下将准备的氧化壳聚糖溶液以珠状加入到有机分散介质中，壳聚糖溶液完全加入后继续搅拌 10min，然后再加入壳聚糖溶液体积12％的交联剂，在3000r/min的搅拌速度下反应5h；

(4)微球收集、用磁铁收集磁性微球初品，然后进行连续清洗，再放入 40℃的条件下干燥70小时，即得到氧化壳聚糖包覆Fe304磁性微球。

进一步地，所述步骤(1)中磁性纳米Fe3O4颗粒制取采用取一定的乙酰丙酮铁和三甘醇加入到回流加热反应装置中，在磁力搅拌和Ar气保护的条件下，将装置缓慢加热至沸腾，并保持回流一段时间。冷却后向反应溶液中加入乙酸乙醇使生成的四氧化三铁纳米粒子产生絮凝，磁性分离黑色产物，清洗数次，分散到乙醇中，即得到稳定的Fe3O4乙醇胶体溶液。

进一步地，所述步骤(1)中磁性纳米Fe3O4颗粒制备、在室温机械搅拌的条件下，向150mL的锥形瓶中加人一定量的Fe304胶体、去离子水、无水乙醇，然后加入氨水催化TEOS水解、缩合，反应12h后将产物磁性分离，用超纯水洗涤多次彻底除去未反应的原料，即得到Fe3O4复合纳米粒子。

进一步地，所述步骤(1)中乙酸溶液的质量浓度为7.5％。

进一步地，所述步骤(3)中有机分散介质按体积份数比由40份的液体石蜡、45份的石油醚和2份的乳化剂组成。

进一步地，所述步骤(1)中氧化壳聚糖将粘均分子量为100万、脱乙酰度≥92％的大分子壳聚糖按浴比1:10～20溶解在离子液体中，然后加入体积量为所述离子液体体积2.5倍的无水乙醇析出壳聚糖沉淀，过滤，过滤后的沉淀浸渍在无水乙醇中超声波振荡清洗1.5h，以充分置换出沉淀中的离子液体，再经过滤、干燥、粉碎、过120目筛网后得到多孔壳聚糖。

进一步地，所述步骤(1)中氧化壳聚糖通过将制得的多孔壳聚糖干燥后，按浴比1:8～16于35℃下在离子液体中润涨8h，形成半固态凝胶；然后加入由浓硝酸和浓磷酸按体积比1:0.5～4构成的混合酸与亚硝酸钠，于室温、避光密闭的持续搅拌条件下氧化反应6h，反应结束后，立即向反应液中加入体积为反应液体积3倍的无水乙醇终止氧化反应，然后过滤即可得到多孔氧化壳聚糖。

进一步地，所述步骤(4)中磁性微球初品为直径4μm的微球结构。

进一步地，所述步骤(3)中氨水的质量分数26％。

进一步地，所述步骤(4)中连续清洗依次采用石油醚和丙酮。

上述方法适用于反应更充分和彻底减小材料浪费的氧化壳聚糖包覆 Fe304磁性微球制备使用。

本申请的有益之处在于：

本发明操作简单，制备步骤简化，且制备时间更短、效率更快方便对材料进行回收且充分利用，提高了制备速度。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可回收氧化壳聚糖包覆Fe304磁性微球的制备方法，其特征在于：所述可回收氧化壳聚糖包覆Fe304磁性微球的制备方法包括如下步骤：

(1)基料准备、按重量百分比将2％～5％的氧化壳聚糖、2％～3％的磁性纳米Fe3O4颗粒和余量的乙酸溶液，并将量取完成的各组分分别倒入试剂罐中保存；

(2)混合制取、将步骤(1)按重量百分比取得的氧化壳聚糖、磁性纳米Fe3O4颗粒和乙酸溶液混合、搅拌均匀，制成氧化壳聚糖溶液；

(3)搅拌反应、在搅拌速度为2500r/min的室温条件下将准备的氧化壳聚糖溶液以珠状加入到有机分散介质中，壳聚糖溶液完全加入后继续搅拌10min，然后再加入壳聚糖溶液体积5％～12％的交联剂，在3000r/min的搅拌速度下反应2～5h；

(4)微球收集、用磁铁收集磁性微球初品，然后进行连续清洗，再放入40℃的条件下干燥40-70小时，即得到氧化壳聚糖包覆Fe304磁性微球。

2.根据权利要求1所述的一种可回收氧化壳聚糖包覆Fe304磁性微球的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中磁性纳米Fe3O4颗粒制取采用取一定的乙酰丙酮铁和三甘醇加入到回流加热反应装置中，在磁力搅拌和Ar气保护的条件下，将装置缓慢加热至沸腾，并保持回流一段时间。冷却后向反应溶液中加入乙酸乙醇使生成的四氧化三铁纳米粒子产生絮凝，磁性分离黑色产物，清洗数次，分散到乙醇中，即得到稳定的Fe3O4乙醇胶体溶液。

3.根据权利要求1所述的一种可回收氧化壳聚糖包覆Fe304磁性微球的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中磁性纳米Fe3O4颗粒制备、在室温机械搅拌的条件下，向150mL的锥形瓶中加人一定量的Fe304胶体、去离子水、无水乙醇，然后加入氨水催化TEOS水解、缩合，反应12h后将产物磁性分离，用超纯水洗涤多次彻底除去未反应的原料，即得到Fe3O4复合纳米粒子。

4.根据权利要求1所述的一种可回收氧化壳聚糖包覆Fe304磁性微球的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中乙酸溶液的质量浓度为7.5％。

5.根据权利要求1所述的一种可回收氧化壳聚糖包覆Fe304磁性微球的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中有机分散介质按体积份数比由25～40份的液体石蜡、30～45份的石油醚和1.2～2份的乳化剂组成。

6.根据权利要求1所述的一种可回收氧化壳聚糖包覆Fe304磁性微球的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中氧化壳聚糖将粘均分子量为60～100万、脱乙酰度≥92％的大分子壳聚糖按浴比1:10～20溶解在离子液体中，然后加入体积量为所述离子液体体积2.5倍的无水乙醇析出壳聚糖沉淀，过滤，过滤后的沉淀浸渍在无水乙醇中超声波振荡清洗1～1.5h，以充分置换出沉淀中的离子液体，再经过滤、干燥、粉碎、过120目筛网后得到多孔壳聚糖。

7.根据权利要求6所述的一种可回收氧化壳聚糖包覆Fe304磁性微球的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中氧化壳聚糖通过将制得的多孔壳聚糖干燥后，按浴比1:8～16于20～35℃下在离子液体中润涨1～8h，形成半固态凝胶；然后加入由浓硝酸和浓磷酸按体积比1:0.5～4构成的混合酸与亚硝酸钠，于室温、避光密闭的持续搅拌条件下氧化反应0.5～6h，反应结束后，立即向反应液中加入体积为反应液体积2～3倍的无水乙醇终止氧化反应，然后过滤即可得到多孔氧化壳聚糖。

8.根据权利要求1所述的一种可回收氧化壳聚糖包覆Fe304磁性微球的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中磁性微球初品为直径1-4μm的微球结构。

9.根据权利要求1所述的一种可回收氧化壳聚糖包覆Fe304磁性微球的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中氨水的质量分数26％。

10.根据权利要求1所述的一种可回收氧化壳聚糖包覆Fe304磁性微球的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中连续清洗依次采用石油醚和丙酮。

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