專利名稱：一種制備Fe₃O₄/Au磁性復(fù)合納米粒子的新方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備Fe304/Au磁性復(fù)合納米粒子的新方法。
背景技術(shù)：
磁性納米粒子是在近年發(fā)展起來(lái)的一種新型材料，由于磁性納米粒子具有特殊的磁導(dǎo)向 性、超順磁性，以及表面可連接生化活性功能基團(tuán)等特性，使其在核酸分析、臨床診斷、靶
向藥物、細(xì)胞分離和酶固定化等領(lǐng)域的應(yīng)角得到T廣泛的發(fā)展，將這些性質(zhì)應(yīng)用到生物傳感 器中，可以顯著提高生物傳感器檢測(cè)的靈敏度，縮短生化反應(yīng)的時(shí)間，提高檢測(cè)的通量，為 生物傳感器領(lǐng)域開辟了廣闊的前景。近年來(lái)，由于金磁復(fù)合納米顆粒具有制備簡(jiǎn)單、光學(xué)性 能突出以及易于修飾等特點(diǎn)，以及成核材料所具有的磁學(xué)性質(zhì)，使該類型復(fù)合材料在生物醫(yī) 學(xué)和分子生物學(xué)研究領(lǐng)域成為研究的熱點(diǎn)。
超聲化學(xué)法是利用超聲波的空化作用瞬間產(chǎn)生的高溫(》5000K)、高壓(》20MPa)以 及冷卻速率(101QK/s)等極端條件促使氧化、還原、分解和水解等反應(yīng)的進(jìn)行來(lái)制備納米粒 子。超聲波對(duì)化學(xué)反應(yīng)起作用的主要原因在于超聲波所產(chǎn)生的"超聲波汽化泡"，它形成局部 的高溫高壓環(huán)境和具有強(qiáng)烈沖擊力的微射流 ,.輯g波窆化作用與傳統(tǒng)攪拌技術(shù)相比，更容易 實(shí)現(xiàn)介質(zhì)均勻混合，消除局部濃度不均，擇i^與應(yīng)速度，促進(jìn)新相的形成，而且對(duì)團(tuán)聚還可 以起到剪切作用，有利于微小顆粒的形成。超聲波技術(shù)的應(yīng)用對(duì)體系的性質(zhì)沒(méi)有特殊的要求， 只要有傳輸能量的液體介質(zhì)即可，對(duì)各種反應(yīng)介質(zhì)都有很強(qiáng)的通用性。在2003年，Li等就利 用超聲化學(xué)的方法了具有核殼結(jié)構(gòu)的Fe-Co磁性復(fù)合納米粒子，Sivakumar等在2004年用超 聲化學(xué)的方法制備了 LaFe03納米晶,Nikitenko等通過(guò)超聲化學(xué)的方法制備了 Fe-Fe3C納米晶 粒子，但尚未發(fā)現(xiàn)利用該方法制備Fe ox^e/Au的相關(guān)報(bào)道。目前，制備Fe304/Au采用的主 要方法是利用種子聚合法，即在過(guò)量Fe304種子的存在下，通過(guò)鹽酸羥氨對(duì)四氯合金酸的還原， 制備得到核殼結(jié)構(gòu)Fe3(VAu.磁性復(fù)合粒子。. 發(fā)明目的
本發(fā)明的目的是為了提供一種糴磁萬(wàn)今納米粒子制備的新方法，以便制備具 有單分散性，飽和磁化強(qiáng)度高的Fe304/Ap磁性復(fù)合粒子，實(shí)現(xiàn)金包覆厚度和磁性可控, 并且具有反應(yīng)步驟簡(jiǎn)單，反應(yīng)時(shí)間短，操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)的金磁復(fù)合納米粒子。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的通過(guò)下述方案實(shí)現(xiàn)
Fe3CVAU磁性復(fù)合粒子的超聲化學(xué)法制備，包括下述步驟-
1) 分別取摩爾質(zhì)量為1: 2的FeCl2，4H20和FeCly6H20溶解于水中，超聲脫氧，然后 將以上溶液滴加到NaOH溶液中，所有反應(yīng)在一定溫度，攪拌條件和N2保護(hù)下進(jìn)行。隨著反 應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)液中出現(xiàn)黑色的沉淀。
2) 反應(yīng)結(jié)束后，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)，并先后用去離子水和 乙醇清洗。最后將Fe304納米顆粒配成一定濃度的乙醇溶液。
3) 用乙醇和水將以上所得溶液稀釋，為了更好地分散Fe304顆粒，需將該溶液進(jìn)一步超 聲。然后滴加一定量的APTES到以上混舍摔液中,寶溫下攪拌。最后，利用離心機(jī)將APTES 修飾的Fe304納米顆粒從反應(yīng)介質(zhì)中分離，并用乙醇溶液對(duì)其清洗。在下一步反應(yīng)之前，APTES 修飾的Fe304納米顆粒被配成一定濃度的乙醇溶液。
4) 將以上制備的溶液、AuCl3-HCHH20水溶液分散到去離子水中，攪拌均勻，滴加檸 檬酸納溶液，在一定的頻率下，室溫下超聲享到反庫(kù)溶液顏色由淺黃色逐漸變成黑色。
5) 反應(yīng)結(jié)束后，利用永久磁鐵將磁性納米顆粒從溶液中分離出，并用去離子水清洗3次， 分離后的殘留溶液呈現(xiàn)無(wú)色。
本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)卓,
1、本發(fā)明使用了超聲化學(xué)法制備了金包覆的四氧化三鐵的復(fù)合磁性納米粒 子，克服了傳統(tǒng)方法成本高、費(fèi)時(shí).、費(fèi)力的缺陷，況且本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)微量金磁 復(fù)合粒子的制備。因此，本發(fā)明具有碼本低、快速、簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)。
2、 本發(fā)明在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，都可以釆用超聲頻率實(shí)現(xiàn)對(duì)反應(yīng)速度的控制， 有利于反應(yīng)時(shí)間的顯著縮短。
3、 本發(fā)明制備的金包覆的四氧化三鐵的復(fù)合磁性納米粒子具有單分散性， 高飽和磁化強(qiáng)度，通過(guò)步驟G)的重萆沐數(shù)可W實(shí)現(xiàn)金包覆厚度的控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)粒子 磁性的控制。 '
具體實(shí)施方式
實(shí)施方案l:
本發(fā)明涉及一種超聲化學(xué)法制備Fe3pt4^u,碟性復(fù)合粒子。具體如下1)分別取2g FeCl2.4H20和5.2 g FeCl3'6H20以及12.1 mol/L的濃鹽酸0.85 mL溶解于200 mL H20中'超 聲脫氧，然后將以上溶液滴加到250mL, 0.75mol/LNaOH溶液中，所有反應(yīng)在溫度為80°C， 攪拌，N2保護(hù)下進(jìn)行。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)液中出現(xiàn)黑色的沉淀。反應(yīng)結(jié)束后'利用外加 磁場(chǎng)將所得沉淀從反應(yīng)介質(zhì)中分離出求，，并樂(lè)后用去離子水清洗3次，乙醇清洗2次。最后
將Fe304納米顆粒配成濃度為5 g/L的乙醇溶液。2.)用乙醇和1 mL水將25 mL以上所得溶 液稀釋到150mL，為了更好地分散Fe304顆粒，需將該溶液進(jìn)一步超聲30 min。然后滴加0.4 mL APTES到以上混合溶液中，室溫下攪拌7 h。最后，利用離心機(jī)10000 r/min， 30 min將 APTES修飾的Fe304納米顆粒從反應(yīng)介質(zhì)中分離，并用乙醇溶液對(duì)其清洗5次。在下一步反 應(yīng)之前，APTES修飾的Fe304納米顆粒被配成濃度為1 g/L的乙醇溶液。3)將15 mL以上制 備的溶液(1 g/L， Fe304)、 0.6 mmol/L AuCl3'HCl'4H20水溶液14 mL分散到100 mL去離子水 中，攪拌均勻，滴加0.2 mol/L檸檬酸納溶液0.3 mL,在一定的頻率下，室溫下超聲直到反 應(yīng)溶液顏色由淺黃色逐漸變成黑色。反應(yīng)結(jié)束后，利用永久磁鐵將磁性納米顆粒從溶液中分 離出，并用去離子水清洗3次，分離后的殘留溶液呈現(xiàn)無(wú)色。
權(quán)利要求
1、一種制備Fe3O4/Au磁性復(fù)合納米粒子的新方法，包括下述步驟(a)分別取摩爾質(zhì)量為1∶2的FeCl2·4H2O和FeCl3·6H2O溶解于水中，超聲脫氧，然后將以上溶液滴加到NaOH溶液中，所有反應(yīng)在一定溫度，攪拌條件和N2保護(hù)下進(jìn)行。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)液中出現(xiàn)黑色的沉淀。(b)反應(yīng)結(jié)束后，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)，并先后用去離子水和乙醇清洗。最后將Fe3O4納米顆粒配成一定濃度的乙醇溶液。(c)用乙醇和水將以上所得溶液稀釋，為了更好地分散Fe3O4顆粒，需將該溶液進(jìn)一步超聲。然后滴加一定量的APTES到以上混合溶液中，室溫下攪拌。最后，利用離心機(jī)將APTES修飾的Fe3O4納米顆粒從反應(yīng)介質(zhì)中分離，并用乙醇溶液對(duì)其清洗。在下一步反應(yīng)之前，APTES修飾的Fe3O4納米顆粒被配成一定濃度的乙醇溶液。(d)將以上制備的溶液、AuCl3·HCl·4H2O水溶液分散到去離子水中，攪拌均勻，滴加檸檬酸納溶液，在一定的頻率下，室溫下超聲直到反應(yīng)溶液顏色由淺黃色逐漸變成黑色。(e)反應(yīng)結(jié)束后，利用永久磁鐵將磁性納米顆粒從溶液中分離出，并用去離子水清洗3次，分離后的殘留溶液呈現(xiàn)無(wú)色。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的四氧化三鐵制備的方法，其特征在于改進(jìn)了傳統(tǒng) 的共沉淀方法。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2所述的一種制備Fe304/Au磁性復(fù)合納米粒子的新方 法，其特征在于所述步驟(c)中標(biāo)記引,物,的方法可以是巰基，對(duì)應(yīng)采用MPTES， 通過(guò)巰基一金粒子之間的共價(jià)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)磁性納米粒子的金包覆。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l、 3所述的一種制備Fe304/Au磁性復(fù)合納米粒子的新方 法，其特征在于采用的超聲頻率范圍可以實(shí)現(xiàn)對(duì)反應(yīng)時(shí)間的直接控制。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種合成四氧化三鐵包覆金(Fe₃O₄/Au)磁性復(fù)合納米粒子的新方法。其特征在于運(yùn)用超聲化學(xué)法將金離子還原到氨基或巰基功能化的磁性納米粒子上，實(shí)現(xiàn)樣品的制備。此方法無(wú)需產(chǎn)物純化、快速、直觀，是一種操作簡(jiǎn)單、快速、高產(chǎn)率的新型合成方法。
文檔編號(hào)H01F1/11GK101108423SQ20071003557
公開日2008年1月23日 申請(qǐng)日期2007年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月17日
發(fā)明者偉 吳, 賀全國(guó), 洪 陳 申請(qǐng)人:湖南工業(yè)大學(xué);賀全國(guó);吳 偉;陳 洪