本發(fā)明涉及納米材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是一種磁性合金納米球體與立方體可控制備的方法。

背景技術(shù)：

發(fā)展功能性納米粒子用于實(shí)現(xiàn)生物分子干預(yù)和檢測(cè)的研究越來越多。如，一些光學(xué)探針既是利用了納米材料從而成為生物化學(xué)研究的重要工具，對(duì)其優(yōu)化可使其具備高靈敏度和很強(qiáng)的光譜指紋特性。這樣的工具可以在分子檢測(cè)、細(xì)菌和細(xì)胞成像、組織診斷以及生物成像等多層次的化學(xué)和生物學(xué)領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用。但是，光學(xué)探針在如何提高檢測(cè)信號(hào)的重現(xiàn)性、如何發(fā)展多功能復(fù)合探針的生物相容性等方面還存在很多問題。

近年來，對(duì)納米粒子或磁性納米粒子進(jìn)行了生物分子共軛化，使其成為具有獨(dú)特生物相容性的納米標(biāo)記物，并將其用作生物分析領(lǐng)域中的探針和載體受到了人們的重視。而不斷發(fā)展的磁性納米粒子合成方法可以實(shí)現(xiàn)磁性調(diào)諧，且體積可以控制在幾納米到幾十個(gè)納米范圍內(nèi)，該尺寸接近或小于病毒、蛋白質(zhì)分子和基因等體積；另外，具有超順磁性的磁性納米粒子，可以被外界磁場(chǎng)所調(diào)控，所以對(duì)免疫結(jié)構(gòu)的形成和分離以及對(duì)腫瘤組織的定位給藥提供了可能性。

然而，盡管已有很多研究工作者對(duì)金屬磁性納米粒子的合成、表征和應(yīng)用進(jìn)行過研究，但是對(duì)于粒子的尺寸、形狀、組成和表面性能的精確控制的理解還非常缺乏，而且尺寸和形貌可控、磁性可調(diào)的磁性合金納米粒子的制備方法并沒有建立。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)以上技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種磁性合金納米球體與立方體可控制備的方法，該方法簡單可控，得到的納米粒子尺寸在1～20納米之間。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為如下。

本發(fā)明提供一種磁性合金納米球體與立方體可控制備的方法，先將fe(acac)3、mn(acac)2和zn(acac)2.溶解在有機(jī)穩(wěn)定劑中，再在惰性氣體保護(hù)下通過弱還原劑加熱方法合成含有鐵、錳、鋅和氧元素的磁性合金納米粒子；弱還原劑加熱過程中，加熱時(shí)間延長，粒子形貌從球體演變成立方體；其中：所述有機(jī)穩(wěn)定劑為油酸和油胺的芐基醚溶液；弱還原劑為有機(jī)穩(wěn)定劑中的油胺。

本發(fā)明中，有機(jī)穩(wěn)定劑中，油酸和油胺摩爾比為1：1；加熱溫度為280±2℃，加熱時(shí)間為20～80分鐘。

本發(fā)明中，加熱時(shí)間為20～35分鐘時(shí)，磁性合金納米粒子呈球形；加熱時(shí)間為35～80分鐘時(shí)，磁性合金納米粒子呈立方體型。

本發(fā)明中，惰性氣體為氮?dú)饣驓鍤狻?/p>

本發(fā)明中，弱還原劑為同時(shí)作為穩(wěn)定劑中組分的油胺。

本發(fā)明中，所述的磁性合金納米粒子尺寸在1～20納米之間。

本發(fā)明中，fe(acac)3、mn(acac)2和zn(acac)2的摩爾比為4:1:1。

本發(fā)明中，油酸、油胺和fe(acac)3的三者摩爾比為:8:8:(1～2)。

和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明方法可以實(shí)現(xiàn)磁性合金納米球體與立方體可控制備：隨著磁性合金材料在生物分離、藥物傳輸?shù)阮I(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣，粒子尺寸、組成、形貌的可控性合成方法為更好地拓展其在更多體系中的應(yīng)用提供了可行性。

附圖說明

圖1為實(shí)施例1的～7納米的磁性合金納米球體電鏡圖。

圖2為實(shí)施例2的～15納米的磁性合金納米球體電鏡圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明并不限于下述實(shí)施例。

本發(fā)明各實(shí)施例中所用的各種原料，如無特殊說明，均為市售。

實(shí)施例1

磁性合金納米球體(～7納米)可控制備及表征：

(1)反應(yīng)劑、穩(wěn)定劑的配制

fe(acac)3、mn(acac)2、zn(acac)2組成反應(yīng)劑，三者用量依次為2.40毫摩爾、0.60毫摩爾、0.60毫摩爾；另外，12.0毫摩爾的油酸和12.0毫摩爾的油胺在80毫升的芐基醚溶劑中混合成穩(wěn)定劑，在惰性氣流下，將反應(yīng)劑和穩(wěn)定劑在燒瓶中進(jìn)行攪拌混合。

(2)磁性合金粒子的加熱合成過程

利用加熱裝置對(duì)上述混合液進(jìn)行加熱，在惰性氣流下，以每分鐘3℃的速度上升加熱溫度直至280℃。根據(jù)多次試驗(yàn)的結(jié)果來看：粒子形貌因加熱時(shí)長不同而異，20～35分鐘可獲得合金球體；高于35分鐘則獲得合金立方體；高于80分鐘則立方體形貌趨于無規(guī)則。因此，達(dá)到目標(biāo)溫度280℃后，維持加熱時(shí)長為32分鐘。

(3)磁性合金粒子的最終形貌和尺寸

通過掃描電鏡(圖1)確定合成所得磁性粒子為形貌特征納米球體，平均粒徑為7.3±0.8納米。

(4)磁性合金粒子的組成

利用x射線光電子能譜(xps)技術(shù)分析mn2p、zn2p、fe2p并確定磁性合金粒子的最終組成(％)為mn：22.1、zn：16.4、fe：61.4。

實(shí)施例2

磁性合金納米立方體(～15納米)可控制備及表征：

(1)反應(yīng)劑、穩(wěn)定劑的配制

fe(acac)3、mn(acac)2、zn(acac)2組成反應(yīng)劑，三者用量依次為：6.0毫摩爾、1.5毫摩爾、1.5毫摩爾；另外，30毫摩爾的油酸和30毫摩爾的油胺在200毫升的芐基醚溶劑中混合成穩(wěn)定劑，在惰性氣流下，將反應(yīng)劑和穩(wěn)定劑在燒瓶中進(jìn)行攪拌混合。

(2)磁性合金粒子的加熱合成過程

利用加熱裝置對(duì)上述混合液進(jìn)行加熱，在惰性氣流下，以每分鐘4℃的速度上升加熱溫度直至281℃。根據(jù)多次試驗(yàn)的結(jié)果來看：粒子形貌因加熱時(shí)長不同而異，20～35分鐘可獲得合金球體；高于35分鐘則獲得合金立方體；高于80分鐘則立方體形貌趨于無規(guī)則。因此，達(dá)到目標(biāo)溫度281℃后，維持加熱時(shí)長為65分鐘。

(3)磁性合金粒子的最終形貌和尺寸

通過掃描電鏡(圖2)確定合成所得磁性粒子為形貌特征納米立方體，平均粒徑為15.6±1.1納米。

(4)磁性合金粒子的組成

利用x射線光電子能譜(xps)技術(shù)分析mn2p、zn2p、fe2p并確定磁性合金粒子的最終組成(％)為mn：20.8、zn：15.9、fe：63.2。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種磁性合金納米球體與立方體可控制備的方法。本發(fā)明通過先將Fe(acac)3、Mn(acac)2和Zn(acac)2溶解在有機(jī)穩(wěn)定劑中，再在惰性氣體保護(hù)下通過弱還原劑加熱方法合成含有鐵、錳、鋅和氧元素的磁性合金納米子；加熱過程中，粒子形貌隨著加熱時(shí)間延長而從合金球體演變成合金立方體。本發(fā)明的有益效果在于：隨著磁性合金材料在生物分離、藥物傳輸?shù)阮I(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣，粒子尺寸、組成、形貌的可控性合成方法為更好地拓展其在更多體系中的應(yīng)用提供了可行性。

技術(shù)研發(fā)人員：成漢文;朱麗瑩;沈悅;蔣婧;華中慧;羅謹(jǐn)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.10
技術(shù)公布日：2017.09.15