基于天然高分子的磁性熒光雙功能納米材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及核殼結(jié)構(gòu)多功能納米復(fù)合材料，具體涉及一種碳量子點(diǎn)磁性熒光雙功能納米材料及其制備方法。以磁性粒子Fe3O為核，殼聚糖和聚陰離子型纖維素為殼層材料，以碳量子點(diǎn)為熒光材料，通過(guò)層層自組裝的方法得到。其中碳量子點(diǎn)用天然高分子材料包覆，阻止了碳量子點(diǎn)的游離，提高了穩(wěn)定性；磁性、熒光強(qiáng)度可通過(guò)殼層材料的層數(shù)以及碳量子點(diǎn)的加入量來(lái)調(diào)控。得到的磁性熒光雙功能納米材料在細(xì)胞標(biāo)記與吸收、生物成像、藥物探測(cè)和疾病診斷、載藥等生物醫(yī)藥領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。
【專利說(shuō)明】基于天然高分子的磁性熒光雙功能納米材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及核殼結(jié)構(gòu)多功能納米復(fù)合材料，具體涉及一種基于天然高分子的磁性熒光雙功能納米材料及其制備方法，屬于材料【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]磁性納米顆粒由于磁性以及納米尺度兩種特性，在生物醫(yī)學(xué)方面吸引了人們?cè)絹?lái)越多關(guān)注的目光。為了提高磁性納米顆粒在細(xì)胞標(biāo)記與吸收、生物成像、藥物探測(cè)和疾病診斷方面的效率，賦予磁性納米顆粒多種功能變得非常重要和迫切，尤其是將磁性與光學(xué)性質(zhì)的結(jié)合。磁性-熒光復(fù)合材料已經(jīng)成為活體中顯像的重要工具，他可以通過(guò)磁共振成像監(jiān)測(cè)，也可以通過(guò)熒光光學(xué)成像。
[0003]熒光基團(tuán)與磁性顆粒的結(jié)合通常有兩種方法:一是將磁性納米顆粒與熒光基團(tuán)包裹在同一種介質(zhì)中，常用的介質(zhì)是硅系或磷脂質(zhì)材料，通過(guò)這種方法得到的物質(zhì)表現(xiàn)出了好的生物相容性，磁性以及熒光性質(zhì)，但是使用這種方法時(shí)介質(zhì)的量難以控制；另一種方法是利用共價(jià)鍵將熒光基團(tuán)直接接枝在磁性納米顆粒表面。然而，將熒光基團(tuán)與鐵氧體直接相連會(huì)出現(xiàn)熒光淬滅的現(xiàn)象，這主要是由于能量轉(zhuǎn)移造成的。另外，利用這種制備方法很難獲得水溶性、生物相容性以及更進(jìn)一步的生物改性等性能。
[0004]解決這個(gè)問(wèn)題，可以通過(guò)給鐵氧體一個(gè)保護(hù)外殼從而增加熒光基團(tuán)與鐵氧體的距離，進(jìn)而降低熒光的淬滅程度。而且，保護(hù)層的引入也可以防止鐵氧體(Fe3O4)被氧化為低磁性的Y-Fe203。保護(hù)外層不僅需要能夠穩(wěn)定鐵氧體，還需要好的生物相容性。由于硅系外層材料良好的生物相容性，容易制備和修飾磁性顆粒表面的特點(diǎn)，現(xiàn)在得以廣泛應(yīng)用。但是它所帶來(lái)的生物不可降解、磁性顆粒粒徑增大和磁響應(yīng)降低等缺點(diǎn)制約了它在生物材料上的應(yīng)用。
[0005]熒光素是最常用來(lái)與磁性納米顆粒進(jìn)行復(fù)合的熒光物質(zhì)，異硫氰酸熒光素(FITC)由于其本身具有肉眼敏感的藍(lán)綠色光而廣泛應(yīng)用于細(xì)胞提取、熒光成像等。由于FITC表面的羧基可與氨基反應(yīng)，從而可以利用化學(xué)鍵合的方法將FITC接枝到磁性納米顆粒表面，這種方法抑制了 FITC的游離。傳統(tǒng)量子點(diǎn)，如CdTe等，由于其表面重金屬的存在所帶來(lái)的毒性，制約了它在生物醫(yī)藥方面的應(yīng)用。而FITC-磁性納米顆粒經(jīng)過(guò)生物活體的實(shí)驗(yàn)，可證明其無(wú)毒的特性，這就奠定了它在生物醫(yī)藥方向更深入的應(yīng)用。對(duì)于粒徑較小(<150nm)的納米顆粒，具有可以進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部的特性，這讓這些磁性納米顆粒在抗癌方向備受矚目。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是為了解決由于現(xiàn)有技術(shù)制得的磁性熒光納米材料生物相容性差、難降解、制備過(guò)程復(fù)雜難控制，從而導(dǎo)致磁性熒光納米材料在生物醫(yī)藥領(lǐng)域應(yīng)用受限的問(wèn)題， 提供一種基于天然高分子的磁性熒光雙功能納米材料及其制備方法。
[0007]本發(fā)明的目的是通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0008]本發(fā)明的天然高分子的磁性熒光雙功能納米材料，以磁性粒子Fe3O4為核，殼聚糖和聚陰離子型纖維素為殼層材料，以異硫氰酸熒光素為熒光材料，通過(guò)層層自組裝的方法得到。
[0009]聚陰離子纖維素為羧甲基纖維素鈉、纖維素硫酸鈉、纖維素羧酸鈉、羧酸纖維素、羧甲基纖維素鉀、羧甲基纖維素鈉鉀、納米纖維素中的一種。
[0010]本發(fā)明的基于天然高分子的磁性熒光雙功能納米材料的制備方法，具體步驟如下:
[0011]步驟一、合成磁性流體納米Fe3O4
[0012]步驟二、殼聚糖-Fe3O4納米微球的制備
[0013]將Fe3O4磁流體與5_13mg/mL殼聚糖(CS)乙酸溶液混合，超聲分散均勻；得到A ；Fe3O4與CS質(zhì)量比例為1-1.2:1 ;同時(shí)將液體石蠟與表面活性劑span-80混合，混合比例為18-22:1 ;得到混合液B JfA加入到混合液B中，常溫下充分?jǐn)嚢韬?，加?%-9%的醛類；醛基與殼聚糖的摩爾比為20-2:1 ;反應(yīng)結(jié)束后用磁鐵收集產(chǎn)物；再依次用石油醚、丙酮、蒸餾水充分洗滌，即可得到殼聚糖-Fe3O4納米微球；
[0014]為了減少反應(yīng)時(shí)間，以及得到顆粒形狀和粒徑更佳的磁性粒子，在醛類充分分散后，再加入堿性溶液調(diào)pH至堿性；
[0015]所述醛類包括甲醛、乙二醛、戊二醛；
[0016]步驟三、殼聚糖-FITC的制備
[0017]將殼聚糖溶解于酸性溶液中；將FITC溶于有機(jī)溶劑中；將二者混合；避光攪拌至反應(yīng)結(jié)束；加入堿性溶液使沉淀完全，再用乙醇水溶液洗滌沉淀，直至上清液無(wú)紫外吸收；得到殼聚糖-FITC ；
[0018]所述的酸性溶液不能為強(qiáng)酸溶液；所述的酸性溶液包括醋酸溶液、甲酸溶液；
[0019]所述的有機(jī)溶劑包括甲醇、乙醇。
[0020]步驟四、層層自組裝制備磁性熒光納米材料
[0021]利用聚陰離子型纖維素為聚陰離子高聚物、殼聚糖為聚陽(yáng)離子高聚物的特性，通過(guò)正負(fù)電荷的互相吸引，制備磁性熒光納米材料。
[0022]方法一、將步驟二所得的殼聚糖-Fe3O4納米微球分散在水中，加入聚陰離子型纖維素水溶液；至二者作用完全即完成一次包覆，得到納米粒子C;再將納米粒子C加入到CS溶液，至二者作用完全即完成一次雙層的包覆；在加入步驟三所得的殼聚糖-FITC，即得到磁性熒光雙功能納米材料；
[0023]聚陰離子型纖維素與殼聚糖的表面電荷比為0.85-1.2:1 ；
[0024]根據(jù)磁性和熒光強(qiáng)度的需求，在加入步驟三所得的殼聚糖-FITC前，可重復(fù)上述包覆過(guò)程若干次；
[0025]方法二、將步驟二所得的殼聚糖-Fe3O4納米微球分散在水中，加入聚陰離子型纖維素水溶液；至二者作用完全即完成一次包覆，得到納米粒子C ;再將納米粒子C加入到步驟三所得的殼聚糖-FITC溶液，至二者作用完全即完成一次雙層的包覆；即得到磁性熒光雙功能納米材料；
[0026]聚陰離子型纖維素與殼聚糖的表面電荷比為0.85-1.2:1 ；
[0027]根據(jù)磁性和熒光強(qiáng)度的需求，可重復(fù)上述包覆過(guò)程若干次；
[0028]有益效果[0029]1、本發(fā)明的基于天然高分子的磁性熒光雙功能納米材料，生物相容性和降解性好，而且原料來(lái)源廣泛且具有可再生性。聚陰離子型纖維素是以纖維素為基材經(jīng)過(guò)化學(xué)改性得到的纖維素衍生物，具有和纖維素一樣的生物降解性和良好的生物相容性。纖維素來(lái)源于棉花、木材、植物秸桿等，是地球上最豐富的可再生天然多糖。殼聚糖(CS)是甲殼素的脫乙?；a(chǎn)物，含有大量胺基，是唯一的天然聚陽(yáng)離子高聚物，在弱酸環(huán)境下呈現(xiàn)正電性。同時(shí)，殼聚糖具備天然高聚物生物相容性好，可生物降解，無(wú)毒等特性。
[0030]2、本發(fā)明的基于天然高分子的磁性熒光雙功能納米材料，將熒光材料FITC接枝在CS上，避免了體系在載藥過(guò)程中，熒光部分的游離對(duì)人體造成的傷害。[0031]3、本發(fā)明的基于天然高分子的磁性熒光雙功能納米材料的制備方法，通過(guò)層層自組裝技術(shù)，依次使用殼聚糖(或殼聚糖-FITC)和聚陰離子型纖維素對(duì)磁性納米顆粒進(jìn)行包裹，以此來(lái)調(diào)節(jié)熒光材料與磁性納米顆粒之間的距離以及熒光強(qiáng)度，以獲得磁性及熒光性能良好的雙功能材料。
[0032]4、本發(fā)明的基于天然高分子的磁性熒光雙功能納米材料及其制備方法，由于聚陰離子型纖維素和殼聚糖具有生物相容性和降解性好、原料來(lái)源廣泛且可再生，同時(shí)采用了簡(jiǎn)單、易行且可控制顆粒粒徑的層層自組裝法，得到的磁性熒光雙功能納米材料在細(xì)胞標(biāo)記與吸收、生物成像、藥物探測(cè)和疾病診斷、載藥等生物醫(yī)藥領(lǐng)域很廣闊的應(yīng)用前景。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0033]圖1為實(shí)施例1的產(chǎn)物形貌，是所得磁性熒光納米材料的透射電鏡圖。
[0034]圖2為實(shí)施例1的產(chǎn)物磁滯回線圖。
[0035]圖3為實(shí)施例1的產(chǎn)物熒光譜圖。
[0036]圖4為實(shí)施例2的產(chǎn)物磁滯回線圖。
[0037]圖5為實(shí)施例2的產(chǎn)物熒光譜圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]以下根據(jù)實(shí)施例詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明，但本發(fā)明并不限定于實(shí)施例。
[0039]實(shí)施例1:
[0040]基于天然高分子的磁性熒光雙功能納米材料及其制備方法，具體步驟如下:
[0041 ] I)磁性流體納米Fe3O4的合成
[0042]利用共沉淀法，稱取1.5gFeCl3.6H20,0.6gFeS04.4H20,溶解于預(yù)先經(jīng)氮?dú)饷摎獾娜ルx子水中，通入N2保護(hù)，加熱至70°C，然后快速攪拌、緩慢加入5ml氨水。反應(yīng)Ih后，利用外加磁場(chǎng)將所得沉淀從反應(yīng)介質(zhì)中分離出來(lái)，并用二次水清洗三次，得到納米Fe3O4懸浮液，超聲15min，得到的黑色溶液即為納米Fe3O4磁流體。
[0043]2)殼聚糖-Fe3O4納米微球的制備
[0044]取0.15gFe304磁流體與20mL7.5mg/mL殼聚糖(CS )乙酸溶液混合，超聲分散20min。在攪拌下緩慢加入到80mL液體石臘和4mLspan_80的混合液中，充分?jǐn)嚢?。加?0mL7%戊二醛，在40°C下攪拌lh，用0.lg/LNaOH溶液調(diào)PH至9，升溫至70°C，繼續(xù)反應(yīng)2h，得到的產(chǎn)物用磁鐵收集。再依次用石油醚、丙酮、蒸餾水充分洗滌，得到殼聚糖-Fe3O4納米微球。[0045]3)殼聚糖-FITC的制備
[0046]將殼聚糖溶解于0.lmol/L醋酸溶液中，配成1%的溶液，加入Imol/LNaOH溶液調(diào)節(jié)PH至7.0-7.5。將FITC溶于甲醇，加入到殼聚糖溶液中，室溫下避光反應(yīng)4h。加入NaOH溶液至沉淀完全，離心后用70:30(V:V)乙醇水溶液洗滌沉淀，直至上清液無(wú)明顯紫外吸收，得到殼聚糖-FITC。
[0047]4)層層自組裝制備磁性熒光納米材料
[0048]將2)所得的殼聚糖-Fe3O4納米微球分散在二次水中，加入80mLlg/L的羧甲基纖維素鈉水溶液，25 °C下恒溫震蕩30min，將所得微球清洗三次。添加80mLCS醋酸溶液(將殼聚糖溶解于0.lmol/L醋酸溶液中，配成1.5%的溶液)，25°C下恒溫震蕩30min，將所得微球清洗三次即完成一個(gè)雙層的包覆。重復(fù)以上步驟至得到3個(gè)雙層，最外層采用殼聚糖-FITC的醋酸溶液(將殼聚糖-FITC溶解于0.lmol/L醋酸溶液中，配成1.5%的溶液)。此時(shí)即得到的磁性熒光雙功能納米材料。
[0049]用TEM測(cè)得該磁性熒光雙功能納米材料的粒徑為IOOnm ;用磁強(qiáng)計(jì)測(cè)得其飽和磁強(qiáng)度為18emu/g;用熒光光度計(jì)測(cè)得其有較強(qiáng)的熒光；
[0050]實(shí)施例2:
[0051]基于天然高分子的磁性熒光雙功能納米材料及其制備方法，具體步驟如下:
[0052]I)磁性流體納米Fe3O4的合成
[0053]利用共沉淀法，稱取1.3gFeCl3.6H20,0.5gFeS04.4H20,溶解于預(yù)先經(jīng)氮?dú)饷摎獾娜ルx子水中，通入N2保護(hù)，加熱至69°C，然后快速攪拌、緩慢加入6mL氨水。反應(yīng)Ih后，利用外加磁場(chǎng)將所得沉淀從反應(yīng)介質(zhì)中分離出來(lái)，并用二次水清洗三次，得到納米Fe3O4懸浮液，超聲20min，得到的黑色溶液即為納米Fe3O4磁流體。
[0054]2)殼聚糖-Fe3O4納米微球的制備
[0055]取0.15gFe304磁流體與12mL12mg/mL殼聚糖(CS)乙酸溶液混合,超聲分散15min。在攪拌下緩慢加入到55mL液體石臘和3mLspan-80的混合液中，充分?jǐn)嚢?。加?0mL9%乙二醛，升溫至70°C，反應(yīng)3h，得到的產(chǎn)物用磁鐵收集。再依次用石油醚、丙酮、蒸餾水充分洗滌，得到殼聚糖-Fe3O4納米微球。
[0056]3)殼聚糖-FITC的制備
[0057]將殼聚糖溶解于0.lmol/L醋酸溶液中，配成0.8%的溶液，加入Imol/LNaOH溶液調(diào)節(jié)PH至7.0-7.5。將FITC溶于甲醇，加入到殼聚糖溶液中，室溫下避光反應(yīng)4.5h。加入NaOH溶液至沉淀完全，離心后用70:30 (v: V)乙醇水溶液洗滌沉淀，直至上清液無(wú)明顯紫外吸收，得到殼聚糖-FITC。
[0058]4)層層自組裝制備磁性熒光納米材料
[0059]將2)所得的殼聚糖-Fe3O4納米微球分散在二次水中，加入100mLlg/L的纖維素羧酸鈉水溶液，27°C下恒溫震蕩35min，將所得微球清洗三次。添加90mL殼聚糖-FITC的醋酸溶液(將殼聚糖-FITC溶解于0.lmol/L醋酸溶液中，配成1%的溶液)，23°C下恒溫震蕩25min，將所得微球清洗三次即完成一個(gè)雙層的包覆。重復(fù)以上步驟一次即得到2個(gè)雙層的磁性熒光雙功能納米材料。
[0060]用TEM測(cè)得該磁性熒光雙功能納米材料的粒徑為60nm ;用磁強(qiáng)計(jì)測(cè)得其飽和磁強(qiáng)度為17emu/g;用熒光光度計(jì)測(cè)得其有較強(qiáng)的熒光；[0061]實(shí)施例3:
[0062]基于天然高分子的磁性熒光雙功能納米材料及其制備方法，具體步驟如下:
[0063]I)磁性流體納米Fe3O4的合成
[0064]利用共沉淀法，稱取1.4gFeCl3.6H20,0.5gFeS04.4H20,溶解于預(yù)先經(jīng)氮?dú)饷摎獾娜ルx子水中，通入N2保護(hù)，加熱至70°C，然后快速攪拌、緩慢加入6ml氨水。反應(yīng)1.5h后，利用外加磁場(chǎng)將所得沉淀從反應(yīng)介質(zhì)中分離出來(lái)，并用二次水清洗三次，得到納米Fe3O4懸浮液，超聲25min，得到的黑色溶液即為納米Fe3O4磁流體。
[0065]2)殼聚糖-Fe3O4納米微球的制備
[0066]取0.13gFe304磁流體與24mL5mg/mL殼聚糖(CS)乙酸溶液混合,超聲分散20min。在攪拌下緩慢加入到65mL液體石臘和3mLspan-80的混合液中，充分?jǐn)嚢?。加?2mL4%戍二醛，在30°C下攪拌lh，用0.lg/LNaOH溶液調(diào)PH至9，升溫至75°C，繼續(xù)攪拌2h，得到的產(chǎn)物用磁鐵收集。再依次用石油醚、丙酮、蒸餾水充分洗滌，得到殼聚糖-Fe3O4納米微球。
[0067]3)殼聚糖-FITC的制備
[0068]將殼聚糖溶解于0.15mol/L醋酸溶液中，配成1%的溶液，加入ImoI/LNaOH溶液調(diào)節(jié)PH至7.0-7.5。將FITC溶于甲醇，加入到殼聚糖溶液中，室溫下避光反應(yīng)4.5h。加入NaOH溶液至沉淀完全，離心后用70:30 (v: V)乙醇水溶液洗滌沉淀，直至上清液無(wú)明顯紫外吸收，得到殼聚糖-FITC。
[0069]4)層層自組裝制備磁性熒光納米材料
[0070]將2)所得的殼聚糖-Fe3O4納米微球分散在二次水中，加入100mLlg/L的纖維素硫酸鈉水溶液，25 °C下恒溫震蕩30min，將所得微球清洗三次。添加90mLCS醋酸溶液(將殼聚糖溶解于0.lmol/L醋酸溶液中，配成1%的溶液)，25°C下恒溫震蕩40min，將所得微球清洗三次即完成一個(gè)雙層的包覆。重復(fù)以上步驟至得到3個(gè)雙層，最外層采用殼聚糖-FITC的醋酸溶液(將殼聚糖-FITC溶解于0.lmol/L醋酸溶液中，配成1%的溶液)。此時(shí)即得到的磁性熒光雙功能納米材料。
[0071]用TEM測(cè)得該磁性熒光雙功能納米材料的粒徑為SOnm ;用磁強(qiáng)計(jì)測(cè)得其飽和磁強(qiáng)度為17emu/g;用熒光光度計(jì)測(cè)得其有較強(qiáng)的熒光；
[0072]實(shí)施例4:
[0073]基于天然高分子的磁性熒光雙功能納米材料及其制備方法，具體步驟如下:
[0074]I)磁性流體納米Fe3O4的合成
[0075]利用共沉淀法，稱取1.3gFeCl3.6H20,0.6gFeS04.4H20,溶解于預(yù)先經(jīng)氮?dú)饷摎獾娜ルx子水中，通入N2保護(hù)，加熱至70°C，然后快速攪拌、緩慢加入4ml氨水。反應(yīng)Ih后，利用外加磁場(chǎng)將所得沉淀從反應(yīng)介質(zhì)中分離出來(lái)，并用二次水清洗三次，得到納米Fe3O4懸浮液，超聲25min，得到的黑色溶液即為納米Fe3O4磁流體。
[0076]2)殼聚糖-Fe3O4納米微球的制備
[0077]取0.2gFe304磁流體與25mL8mg/mL殼聚糖(CS)乙酸溶液混合,超聲分散25min。在攪拌下緩慢加入到70mL液體石臘和4mLspan-80的混合液中，充分?jǐn)嚢?。加?mL7%戍二醛，升溫至60°C，反應(yīng)5h，得到的產(chǎn)物用磁鐵收集。再依次用石油醚、丙酮、蒸餾水充分洗滌，得到殼聚糖-Fe3O4納米微球。
[0078]3)殼聚糖-FITC的制備[0079]將殼聚糖溶解于0.lmol/L醋酸溶液中，配成1.5%的溶液，加入Imol/LNaOH溶液調(diào)節(jié)PH至7.0-7.5。將FITC溶于甲醇，加入到殼聚糖溶液中，室溫下避光反應(yīng)5h。加入NaOH溶液至沉淀完全，離心后所得固體物質(zhì)用70:30 (v: V)乙醇水溶液洗滌沉淀，直至上清液無(wú)明顯紫外吸收，得到殼聚糖-FITC。
[0080]4)層層自組裝制備磁性熒光納米材料
[0081 ] 將2)所得的殼聚糖-Fe3O4納米微球分散在二次水中，加入70mLlg/L的羧甲基纖維素鉀水溶液，25°C下恒溫震蕩30min，將所得微球清洗三次。添加60mL殼聚糖-FITC醋酸溶液(將殼聚糖-FITC溶解于0.lmol/L醋酸溶液中，配成1%的溶液)，25°C下恒溫震蕩30min，將所得微球清洗三次即完成一個(gè)雙層的包覆。重復(fù)以上步驟一次即得到2個(gè)雙層的磁性熒光雙功能納米材料。
[0082]用TEM測(cè)得該磁性熒光雙功能納米材料的粒徑為60nm ;用磁強(qiáng)計(jì)測(cè)得其飽和磁強(qiáng)度為18emu/g;用熒光光度計(jì)測(cè)得其有較強(qiáng)的熒光；
[0083]實(shí)施例5:
[0084]基于天然高分子的磁性熒光雙功能納米材料及其制備方法，具體步驟如下:
[0085]I)磁性流體納米Fe3O4的合成
[0086]利用共沉淀法，稱取IgFeCl3.6H20,0.4gFeS04.4H20,溶解于預(yù)先經(jīng)氮?dú)饷摎獾娜ルx子水中，通入N2保護(hù)，加熱至70°C，然后快速攪拌、緩慢加入3mL氨水。反應(yīng)70min后，利用外加磁場(chǎng)將所得沉淀從反應(yīng)介質(zhì)中分離出來(lái)，并用二次水清洗三次，得到納米Fe3O4懸浮液，超聲25min，得到的黑色溶液即為納米Fe3O4磁流體。
[0087]2)殼聚糖-Fe3O4納米微球的制備
[0088]取0.HgFe3O4磁流體與18mL7mg/mL殼聚糖(CS)乙酸溶液混合,超聲分散20min。在攪拌下緩慢加入到60mL液體石臘和3mLspan-80的混合液中，充分?jǐn)嚢琛＜尤?0mL7%戍二醛，在35°C下攪拌lh，用0.lg/LNaOH溶液調(diào)PH至9，升溫至75°C，繼續(xù)反應(yīng)2h，得到的產(chǎn)物用磁鐵收集。再依次用石油醚、丙酮、蒸餾水充分洗滌，得到殼聚糖-Fe3O4納米微球。
[0089]3)殼聚糖-FITC的制備
[0090]將殼聚糖溶解于0.lmol/L醋酸溶液中，配成1%的溶液，加入Imol/LNaOH溶液調(diào)節(jié)PH至7.0-7.5。將FITC溶于甲醇，加入到殼聚糖溶液中，室溫下避光反應(yīng)5h。加入NaOH溶液至沉淀完全，離心后用70:30(V:V)乙醇水溶液洗滌沉淀，直至上清液無(wú)明顯紫外吸收，得到殼聚糖-FITC。
[0091]4)層層自組裝制備磁性熒光納米材料
[0092]將2)所得的殼聚糖-Fe3O4納米微球分散在二次水中，加入80mLlg/L的納米纖維素水溶液，25 °C下恒溫震蕩30min，將所得微球清洗三次。添加80mLCS醋酸溶液(將殼聚糖溶解于0.lmol/L醋酸溶液中，配成2%的溶液)，25°C下恒溫震蕩30min，將所得微球清洗三次即完成一個(gè)雙層的包覆。重復(fù)以上步驟至得到3個(gè)雙層，最外層采用殼聚糖-FITC的醋酸溶液(將殼聚糖-FITC溶解于0.lmol/L醋酸溶液中，配成2%的溶液)。此時(shí)即得到的磁性熒光雙功能納米材料。
[0093]用TEM測(cè)得該磁性熒光雙功能納米材料的粒徑為90nm ;用磁強(qiáng)計(jì)測(cè)得其飽和磁強(qiáng)度為17emu/g;用熒光光度計(jì)測(cè)得其有較強(qiáng)的熒光；
[0094]實(shí)施例6:[0095]基于天然高分子的磁性熒光雙功能納米材料及其制備方法，具體步驟如下:
[0096]I)磁性流體納米Fe3O4的合成[0097]利用共沉淀法，稱取1.1gFeCl3.6H20,0.45gFeS04.4H20，溶解于預(yù)先經(jīng)氮?dú)饷摎獾娜ルx子水中，通入N2保護(hù)，加熱至70°C，然后快速攪拌、緩慢加入4ml氨水。反應(yīng)Ih后，利用外加磁場(chǎng)將所得沉淀從反應(yīng)介質(zhì)中分離出來(lái)，并用二次水清洗三次，得到納米Fe3O4懸浮液，超聲20min，得到的黑色溶液即為納米Fe3O4磁流體。
[0098]2)殼聚糖-Fe3O4納米微球的制備
[0099]取0.15gFe304磁流體與18mL8mg/mL殼聚糖(CS)乙酸溶液混合,超聲分散25min。在攪拌下緩慢加入到85mL液體石臘和4.2mLspan-80的混合液中，充分?jǐn)嚢?。加?mL6%戊二醛，在40°C下攪拌lh，用0.lg/LNaOH溶液調(diào)PH至9，升溫至70°C，繼續(xù)反應(yīng)80min，得到的產(chǎn)物用磁鐵收集。再依次用石油醚、丙酮、蒸餾水充分洗滌，得到殼聚糖-Fe3O4納米微球。
[0100]3)殼聚糖-FITC的制備
[0101]將殼聚糖溶解于0.12mol/L醋酸溶液中，配成1%的溶液，加入Imol/LNaOH溶液調(diào)節(jié)PH至7.0-7.5。將FITC溶于甲醇，加入到殼聚糖溶液中，室溫下避光反應(yīng)4.5h。加入NaOH溶液至沉淀完全，離心后用70:30 (v: V)乙醇水溶液洗滌沉淀，直至上清液無(wú)明顯紫外吸收，得到殼聚糖-FITC。
[0102]4)層層自組裝制備磁性熒光納米材料
[0103]將2)所得的殼聚糖-Fe3O4納米微球分散在二次水中，加入85mLlg/L的羧甲基纖維素鈉鉀水溶液，26°C下恒溫震蕩30min，將所得微球清洗三次。添加IOOmL殼聚糖-FITC醋酸溶液(將殼聚糖-FITC溶解于0.lmol/L醋酸溶液中，配成1%的溶液)，26°C下恒溫震蕩40min，將所得微球清洗三次即完成一個(gè)雙層的包覆。重復(fù)以上步驟一次即得到2個(gè)雙層的磁性熒光雙功能納米材料。
[0104]用TEM測(cè)得該磁性熒光雙功能納米材料的粒徑為50nm ;用磁強(qiáng)計(jì)測(cè)得其飽和磁強(qiáng)度為19emu/g;用熒光光度計(jì)測(cè)得其有較強(qiáng)的熒光。
[0105]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.基于天然高分子的磁性熒光雙功能納米材料，其特征在于:以磁性粒子Fe3O4為核，殼聚糖和聚陰離子型纖維素為殼層材料，以異硫氰酸熒光素為熒光材料，通過(guò)層層自組裝的方法得到。
2.如權(quán)利要求1所述的基于天然高分子的磁性熒光雙功能納米材料，其特征在于:聚陰離子纖維素為羧甲基纖維素鈉、纖維素硫酸鈉、纖維素羧酸鈉、羧酸纖維素、羧甲基纖維素鉀、羧甲基纖維素鈉鉀、納米纖維素中的一種。
3.基于天然高分子的磁性熒光雙功能納米材料的制備方法，其特征在于:具體步驟如下: 步驟一、合成磁性流體納米Fe3O4 步驟二、殼聚糖-Fe3O4納米微球的制備 將Fe3O4磁流體與5-13mg/mL殼聚糖(CS)乙酸溶液混合，超聲分散均勻；得到A ；Fe304與CS質(zhì)量比例為1-1.2:1 ;同時(shí)將液體石蠟與表面活性劑(span-80)混合，混合比例為18-22:1 ;得到混合液B ;將A加入到混合液B中，常溫下充分?jǐn)嚢韬?，加?%_9%的醛類；醛基與殼聚糖的摩爾比為20-2:1 ;反應(yīng)結(jié)束后用磁鐵收集產(chǎn)物；再依次用石油醚、丙酮、蒸餾水充分洗滌，即可得到殼聚糖-Fe3O4納米微球； 步驟三、殼聚糖-FITC的制備 將殼聚糖溶解于酸性溶液中JfFITC溶于有機(jī)溶劑中；將二者混合；避光攪拌至反應(yīng)結(jié)束；加入堿性溶液使沉淀完全，再用乙醇水溶液洗滌沉淀，直至上清液無(wú)紫外吸收；得到殼聚糖-FITC ； 步驟四、層層自組裝制備磁性熒光納米材料 方法一、將步驟二所得的殼聚糖-Fe3O4納米微球分散在水中，加入聚陰離子型纖維素水溶液；至二者作用完全即完成一次包覆，得到納米粒子C ;再將納米粒子C加入到CS溶液，至二者作用完全即完成一次雙層的包覆；在加入步驟三所得的殼聚糖-FITC，即得到磁性熒光雙功能納米材料； 方法二、將步驟二所得的殼聚糖-Fe3O4納米微球分散在水中，加入聚陰離子型纖維素水溶液；至二者作用完全即完成一次包覆，得到納米粒子C ;再將納米粒子C加入到步驟三所得的殼聚糖-FITC溶液，至二者作用完全即完成一次雙層的包覆；即得到磁性熒光雙功能納米材料。
4.如權(quán)利要求3所述的基于天然高分子的磁性熒光雙功能納米材料的制備方法，其特征在于:所述步驟二中為了減少反應(yīng)時(shí)間，以及得到顆粒形狀和粒徑更佳的磁性粒子，在醛類充分分散后，再加入堿性溶液調(diào)PH至堿性。
5.如權(quán)利要求3所述的基于天然高分子的磁性熒光雙功能納米材料的制備方法，其特征在于:所述步驟二中的醛類包括甲醛、乙二醛、戊二醛。
6.如權(quán)利要求3所述的基于天然高分子的磁性熒光雙功能納米材料的制備方法，其特征在于:步驟三所述的酸性溶液不能為強(qiáng)酸溶液；所述的酸性溶液包括醋酸溶液、甲酸溶液。
7.如權(quán)利要求3所述的基于天然高分子的磁性熒光雙功能納米材料的制備方法，其特征在于:步驟三所述的有機(jī)溶劑包括甲醇、乙醇。
8.如權(quán)利要求3所述的基于天然高分子的磁性熒光雙功能納米材料的制備方法，其特征在于:步驟四中所述聚陰離子型纖維素與殼聚糖的表面電荷比為0.85-1.2:1。
9.如權(quán)利要求3所述的基于天然高分子的磁性熒光雙功能納米材料的制備方法，其特征在于:步驟四方法一中根據(jù)磁性和熒光強(qiáng)度的需求，在加入步驟三所得的殼聚糖-FITC前，可重復(fù)上述包覆過(guò)程若干次。
10.如權(quán)利要求3所述的基于天然高分子的磁性熒光雙功能納米材料的制備方法，其特征在于:步驟四方 法二中根據(jù)磁性和熒光強(qiáng)度的需求，可重復(fù)上述包覆過(guò)程若干次。
【文檔編號(hào)】B82Y20/00GK103525405SQ201310493518
【公開(kāi)日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年10月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月21日
【發(fā)明者】王飛俊, 李佳, 邵自強(qiáng) 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)