專利名稱：一種復(fù)合磁性粒子的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可用于生物分離、檢測(cè)、藥物定向輸送的復(fù)合磁性粒子的制備方法。
背景技術(shù)：
復(fù)合磁性粒子在生物領(lǐng)域中的應(yīng)用日益受到人們的關(guān)注，其主要應(yīng)用領(lǐng)域是作為生物樣品磁場(chǎng)分離的分離介質(zhì)，這種分離方法操作簡(jiǎn)便，所需設(shè)備廉價(jià)，同時(shí)分離速度快，有利于保持樣品的生物活性，現(xiàn)在應(yīng)用越來(lái)越廣泛。另外，利用復(fù)合磁性粒子在磁場(chǎng)下定向運(yùn)動(dòng)的特性，在體內(nèi)定向輸送藥物或定向吸附于病灶部位直接治療疾病的研究也有報(bào)導(dǎo)，后者因其在治療癌癥等疾病方面的潛力而受到人們的關(guān)注。磁性粒子用于生物檢測(cè)特別是免疫層析檢測(cè)時(shí)，由于排除基底的干擾有利于提高檢測(cè)的靈敏度和實(shí)現(xiàn)檢測(cè)的定量化。
目前，商品化的復(fù)合磁性粒子多采用乳液聚合得到高分子微球，其中包覆了納米尺寸的磁性顆粒。從應(yīng)用的角度考慮，首先高分子材料的生物相容性較差，使其僅適用于體外分離，無(wú)法用于進(jìn)行體內(nèi)藥物輸送。另外，高分子微球的結(jié)構(gòu)通常比較疏松，其中包含的磁性粒子在長(zhǎng)時(shí)間保存過(guò)程中容易脫離微球，從而影響產(chǎn)品的性能。一般乳液聚合所得的高分子微球尺寸較大，多在微米范圍，不能滿足一些需要更小尺寸粒子的應(yīng)用領(lǐng)域的要求。另一類通常采用的磁性粒子包覆材料是多糖類分子，如葡聚糖、殼聚糖等，但此類分子形成的包覆層更不穩(wěn)定，其與磁性粒子的作用較弱，同樣存在磁性粒子易脫落導(dǎo)致產(chǎn)品失效的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種生物相容性好、內(nèi)核磁性粒子不易脫落、應(yīng)用范圍廣的復(fù)合磁性粒子的制備方法。
本發(fā)明技術(shù)方案是首先通過(guò)共沉淀法制得粒徑為5-8nm的Fe3O4磁性納米粒子膠體，然后在PH為9.5的SiO2水溶液中進(jìn)行第一次包覆，得到粒徑為7-10nm的復(fù)合納米粒子；然后轉(zhuǎn)移到乙醇相，在堿性條件下，通過(guò)正硅酸乙酯水解進(jìn)行第二次包覆，得到粒徑為0.05-1μm的二氧化硅包覆的磁性粒子；最后用不同的硅烷化試劑對(duì)二氧化硅表面進(jìn)行修飾，從而得到表面帶有不同的功能基團(tuán)的復(fù)合磁性粒子。具體步驟如下1.將水溶性三價(jià)鐵鹽如氯化鐵、硫酸鐵、硝酸鐵等與二價(jià)鐵鹽如氯化亞鐵、硫酸亞鐵、硝酸亞鐵等按照摩爾比2∶1的比例配制成總鐵濃度為2-4mol/L的水溶液，在強(qiáng)烈攪拌下注入到濃度為5％的氨水中，攪拌10-60分鐘后過(guò)濾，用高純水清洗Fe3O4沉淀物，再將沉淀物分散在23％的四甲基氫氧化銨溶液中，攪拌10-60分鐘后得到分散的Fe3O4溶膠。
2.將上述Fe3O4溶膠稀釋到濃度為1-2g/L，加入到含0.58％SiO2的水溶液中，用0.5mol/L鹽酸調(diào)解溶液PH到9.5，攪拌混合溶液2-12小時(shí)后，通過(guò)磁分離柱將經(jīng)第一次二氧化硅包覆處理的磁性納米粒子提出，重新分散于PH為10的四甲基氫氧化銨溶液中。
3.向含有2mol/L的氨水的濃度為0.01％的正硅酸乙酯乙醇溶液中加入上述得到的經(jīng)第一次二氧化硅包覆處理的Fe3O4溶膠，控制Fe3O4濃度為10-40mg/L，攪拌2-10小時(shí)，即得到粒徑為0.05μm的復(fù)合磁性粒子。
4.在上述反應(yīng)后，繼續(xù)補(bǔ)加濃度為0.01％正硅酸乙酯，可以得到粒徑為0.05-1μm的表面包覆不同厚度的二氧化硅層的Fe3O4磁性粒子。
5.利用帶有氨基、巰基、環(huán)氧等基團(tuán)的硅烷化試劑對(duì)上述粒子的二氧化硅表面進(jìn)行修飾，得到表面帶有氨基、巰基、環(huán)氧等基團(tuán)的復(fù)合磁性粒子。
本發(fā)明制備的粒子尺寸在0.05-1μm之間可調(diào)，應(yīng)用范圍廣。磁性內(nèi)核被致密的二氧化硅層包覆，可以完全避免磁性粒子的脫落，同時(shí)可以減緩內(nèi)核被氧化的速度，延長(zhǎng)其使用壽命。外層包覆的二氧化硅層有良好的生物相容性。利用不同硅烷化試劑進(jìn)行表面修飾后，復(fù)合磁性粒子可以與不同藥物或生物分子結(jié)合，從而滿足體外生物樣品的分離、提純、檢測(cè)、體內(nèi)藥物或其它生物分子的定向輸送等特殊用途。
實(shí)施例1取16.62克FeCl3和9.93克FeCl2，溶解于250ml去氧高純水中，強(qiáng)烈攪拌下加入到5L濃度為5％的氨水中，攪拌30分鐘后過(guò)濾，用高純水清洗沉淀物，再加入23％的四甲基氫氧化銨溶液300ml，攪拌30分鐘，加入高純水至體積為2.5L，得到Fe3O4濃度為1.7g/L的溶膠。取上述溶膠1.69L與PH為9.5的濃度為0.58％的SiO2水溶液310ml混合，用0.5M鹽酸調(diào)解溶液PH到10，攪拌3小時(shí)后，與含有168ml濃度為25％的濃氨水、4720ml乙醇、4ml正硅酸乙酯的溶液混合均勻，攪拌30分鐘，加入46.5ml濃度為1.7g/L的Fe3O4溶膠，攪拌6小時(shí)后得到粒徑為50nm的SiO2包覆的磁性粒子。繼續(xù)加入1ml溶四乙氧基巰丙基硅烷，攪拌反應(yīng)2小時(shí)，得到表面修飾有巰基的復(fù)合磁性粒子。
實(shí)施例2按照實(shí)施例1操作得到的粒徑為50nm的SiO2包覆的磁性粒子后，繼續(xù)補(bǔ)加4ml正硅酸乙酯，攪拌4小時(shí)后，得到粒徑為100nm的SiO2包覆的磁性粒子。然后加入1ml環(huán)氧基四乙氧基硅烷，繼續(xù)攪拌2小時(shí)，得到表面修飾有環(huán)氧基團(tuán)的復(fù)合磁性粒子。
實(shí)施例3按照實(shí)施例2操作得到的粒徑為100nm的SiO2包覆的磁性粒子后，繼續(xù)補(bǔ)加8ml正硅酸乙酯，攪拌8小時(shí)后，得到粒徑為300nm的SiO2包覆的磁性粒子。然后加入1ml胺丙基四乙氧基硅烷，繼續(xù)攪拌2小時(shí)，得到表面修飾有氨基的復(fù)合磁性粒子。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合磁性粒子的制備方法，其特征在于通過(guò)共沉淀法制得粒徑為5-8nm的Fe3O4磁性納米粒子膠體后，首先在SiO2水溶液中進(jìn)行第一次包覆，得到粒徑為7-10nm的復(fù)合納米粒子；然后轉(zhuǎn)移到乙醇相中，在堿性條件下，利用正硅酸乙酯水解進(jìn)行第二次包覆，得到粒徑為0.05-1μm的二氧化硅包覆的磁性粒子；最后用不同的硅烷化試劑對(duì)二氧化硅表面進(jìn)行修飾，從而得到表面帶有不同的功能基團(tuán)的復(fù)合磁性粒子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合磁性粒子的制備方法，其特征在于用于第一次包覆的二氧化硅水溶液其PH值控制在9-10之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合磁性粒子的制備方法，其特征在于第二次包覆過(guò)程中，在正硅酸乙酯水解20-40分鐘后，加入經(jīng)第一次包覆的磁性粒子，控制四氧化三鐵的濃度在10-40mg/L之間。
全文摘要
一種復(fù)合磁性粒子的制備方法，以粒徑為5－8nm的超順磁性四氧化三鐵納米晶為內(nèi)核，通過(guò)在水相和有機(jī)相中兩次包覆形成均勻的二氧化硅表面包覆層，得到穩(wěn)定的不同尺寸的復(fù)合磁性粒子，最后用硅烷化試劑對(duì)復(fù)合磁性粒子表面進(jìn)行不同化學(xué)修飾，使其適用于生物樣品分離以及體內(nèi)定向輸送藥物等不同用途。本發(fā)明制備的磁性粒子生物相容性好、內(nèi)核磁性粒子不易脫落、應(yīng)用范圍廣。
文檔編號(hào)H01F1/00GK1459433SQ0210981
公開(kāi)日2003年12月3日 申請(qǐng)日期2002年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月22日
發(fā)明者楊文勝, 莊家騏, 楊百全, 白玉白, 李鐵津 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)