本發(fā)明屬于納米材料科學(xué)，具體涉及一種磁性能可調(diào)控的磁性納米復(fù)合材料及制備方法。

背景技術(shù)：

1、磁性納米復(fù)合材料是多組分材料，通常將納米級磁性材料與高分子聚合物、二氧化硅、碳或金屬有機框架材料等結(jié)合而成，廣泛應(yīng)用于磁分離、催化、醫(yī)學(xué)診斷、治療等。磁性納米復(fù)合材料表現(xiàn)出對外部磁場響應(yīng)的特性，在暴露于靜態(tài)或交變磁場時表現(xiàn)出特殊的性能，可用于制動器、磁分離或藥物輸送。

2、聚合物包覆法通常是將鐵磁性金屬材料，如鈷粉或鐵粉，磨為納米至微米級大小的鐵磁性材料，再通過溶劑蒸發(fā)技術(shù)將聚合物涂覆在磁性材料表面以形成磁性納米復(fù)合材料。在這個過程中，攪拌的速度和聚合物的粘度等參數(shù)會直接影響復(fù)合材料的尺寸和形狀，磁化強度也會隨著涂層厚度的增加而降低。通過改變磁性材料的研磨時間及材料與聚合物攪拌時間來調(diào)控磁性納米復(fù)合材料的磁性能。該方法的干擾性大，制備的微球尺寸不可控，無法實現(xiàn)對磁性納米復(fù)合材料磁性能的有效調(diào)控。

3、此外，有研究者提出通過改變投料比構(gòu)建具有不同磁響應(yīng)速度的磁性納米復(fù)合材料。例如使微米級的聚苯乙烯顆粒在n-甲基-2-吡絡(luò)烷酮(nmp)的水溶液中溶脹后，與超順磁性氧化鐵納米顆?；旌?，磁性納米顆粒能夠擴散到聚合物微球中。通過調(diào)控聚合物的溶脹比與磁性納米顆粒的濃度能夠改變磁性聚合物微球的磁性能，但是隨著聚合物溶液的溶脹率增大，會出現(xiàn)聚合物損失的情況，并且，由于nmp具有急性毒性，且不可隨意排放，使得合成過程的環(huán)保性和生物安全性有待考察，影響其應(yīng)用范圍。

4、近年來發(fā)展的仿生技術(shù)能將細胞膜與功能納米粒子相結(jié)合，在生物醫(yī)學(xué)研究中發(fā)揮了巨大作用。目前有研究者們利用細胞膜包覆磁性納米粒子，通過自上而下的辦法將癌細胞、免疫細胞、紅細胞、細菌等不同來源的細胞膜收集并通過超聲或共擠出法將細胞膜涂覆在磁性納米顆粒表面，構(gòu)建了具有天然膜結(jié)構(gòu)的磁性納米復(fù)合材料。該方法無法直接調(diào)控磁性納米復(fù)合材料的磁性能，但方法中利用源于生物天然成分構(gòu)建生物安全性良好的磁性納米復(fù)合材料這一思路值得借鑒。基于此，我們希望設(shè)計既具備良好生物安全性，又能對磁性進行調(diào)控的一種磁性能可調(diào)控的磁性納米復(fù)合材料。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題和缺點，本發(fā)明提供一種磁性能可調(diào)控的磁性納米復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：

2、s1：將fecl3·6h2o和油酸鈉溶解在溶劑中，置于容器內(nèi)，通入氮氣，進行油浴加熱反應(yīng)攪拌，得到反應(yīng)物，將反應(yīng)物洗滌旋蒸，真空干燥得到油酸鐵絡(luò)合前驅(qū)體；

3、s2：將s1得到的油酸鐵絡(luò)合物前驅(qū)體與油酸溶解在正辛醚中，然后置于容器中，通入氮氣加熱，然后冷卻，沉降納米顆粒，經(jīng)過濾芯洗滌得到油酸涂覆的氧化鐵納米粒；

4、s3：將s2得到的油酸涂覆的氧化鐵納米粒分散在1,2-二氯苯和dmf的混合液中，加入無水檸檬酸，并通入氮氣加溫攪拌反應(yīng)，沉降納米顆粒，通過磁吸附得到檸檬酸涂覆的氧化鐵納米粒；

5、s4：培養(yǎng)小鼠成纖維細胞，通過離心處理收集細胞微囊泡，將體積比為1：1的細胞微囊泡和檸檬酸涂覆的氧化鐵納米粒混合，加入電轉(zhuǎn)皿，進行電穿孔，得到磁性納米復(fù)合材料。

6、進一步的，s1中所述的通入氮氣的時間為15-20min，以去除反應(yīng)容器內(nèi)多余空氣，升溫至70℃后持續(xù)反應(yīng)時間為3.5-4h。

7、進一步的，s1中所述的fecl3·6h2o和油酸鈉的質(zhì)量比為3.6：12.17。

8、進一步的，s1中所述的干燥時間為10-12h。

9、進一步的，s2中所述的加熱溫度為290℃，離心速率為12000rpm，離心時間為5min。

10、進一步的，s2中所述的油酸鐵絡(luò)合物前驅(qū)體與油酸的質(zhì)量比為1.57：1。

11、進一步的，s3中所述的油酸和無水檸檬酸的質(zhì)量比為1：2，所述的攪拌時間為24h。

12、進一步的，s4中所述的離心時間為2h，所述電穿孔過程中的電壓為100v、250v、500v。

13、一種磁性能可調(diào)控的磁性納米復(fù)合材料，所述納米復(fù)合材料為球狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)部裝載磁性納米材料。

14、有益效果

15、(1)通過本發(fā)明提供的一種磁性能可調(diào)控的磁性納米復(fù)合材料的制備方法，采用具有良好的生物安全性、化學(xué)催化特性、磁性及價格低廉的氧化鐵納米粒，并且細胞微囊泡是可由多類細胞分泌的磷脂雙分子層膜小泡，作為細胞間通訊的重要媒介，可在細胞培養(yǎng)基、血液、唾液、尿液和母乳等生物液中發(fā)現(xiàn)。根據(jù)它們的大小及產(chǎn)生機制的區(qū)別，通常被分為三個不同的群體：細胞微囊泡、凋亡小體和外泌體。細胞微囊泡由細胞膜直接萌發(fā)而成，粒徑為100-1000納米。細胞微囊泡攜帶有其母細胞相關(guān)的蛋白、核酸和脂質(zhì)等生物信息，更為突出的是其具有天然的空腔結(jié)構(gòu)這一特點，為磁性納米復(fù)合材料的構(gòu)建提供了巨大優(yōu)勢。

16、(2)通過本發(fā)明提供的一種磁性能可調(diào)控的磁性納米復(fù)合材料，基于細胞微囊泡天然的空腔結(jié)構(gòu)以及氧化鐵納米粒優(yōu)異的磁性，利用電穿孔技術(shù)將氧化鐵納米粒載入囊泡內(nèi)部，通過改變電壓構(gòu)建具有不同磁響應(yīng)速度的磁性納米復(fù)合材料，并且應(yīng)用在催化、磁傳熱、磁存儲、電池及生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。尤其是生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，在磁分離、成像造影劑、磁熱療、磁靶向、生物抗菌和免疫治療等方面得到了廣泛應(yīng)用。

技術(shù)特征：

1.一種磁性能可調(diào)控的磁性納米復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁性能可調(diào)控的磁性納米復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，s1中所述的通入氮氣的時間為15-20min，以去除反應(yīng)容器內(nèi)多余空氣，升溫至70℃后持續(xù)反應(yīng)時間為3.5-4h。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁性能可調(diào)控的磁性納米復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，s1中所述的fecl3·6h2o和油酸鈉的質(zhì)量比為3.6：12.17。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁性能可調(diào)控的磁性納米復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，s1中所述的干燥時間為10—12h。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁性能可調(diào)控的磁性納米復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，s2中所述的加熱溫度為290℃，離心速率為12000rpm，離心時間為5min。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁性能可調(diào)控的磁性納米復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，s2中所述的油酸鐵絡(luò)合物前驅(qū)體與油酸的質(zhì)量比為1.57：1。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁性能可調(diào)控的磁性納米復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，s3中所述的油酸和無水檸檬酸的質(zhì)量比為1：2，所述的攪拌時間為24h。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁性能可調(diào)控的磁性納米復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，s4中所述的離心時間為2h，所述電穿孔過程中的電壓為100v、250v、500v。

9.根據(jù)權(quán)利要求1～8任一所述的制備方法得到的一種磁性能可調(diào)控的磁性納米復(fù)合材料，其特征在于，所述磁性納米復(fù)合材料為球狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)部裝載磁性納米材料。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于納米材料科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種磁性能可調(diào)控的磁性納米復(fù)合材料及制備方法，首先制備油酸鐵絡(luò)合物前驅(qū)體，然后制備油酸涂覆的氧化鐵納米粒，再制備檸檬酸涂覆的氧化鐵納米粒(NPs)，通過收集細胞微囊泡，并結(jié)合電穿孔技術(shù)將磁性納米材料轉(zhuǎn)入囊泡內(nèi)部，通過調(diào)節(jié)電轉(zhuǎn)電壓調(diào)控磁性納米粒子的載入量，構(gòu)建一種磁性能可調(diào)控的磁性納米復(fù)合材料。并且該制備方法操作簡便，且過程不需要大型設(shè)備，對操作人員的專業(yè)度要求不高，制備的磁性納米復(fù)合材料具有良好的生物安全性，具有良好的應(yīng)用前景。

技術(shù)研發(fā)人員：趙靜雅,鄧俊珍
受保護的技術(shù)使用者：西南交通大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2