[发明专利]兼具荧光和磁性的蛋黄-蛋壳纳米胶囊的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米复合材料领域，具体涉及兼具荧光和磁性的双功能蛋黄-蛋壳结构纳米胶囊的制备方法。

背景技术

近年来，超顺磁性铁的氧化物(SPIO)纳米颗粒由于具有特殊的磁导向性和良好的生物相容性，在生物领域的应用研究越来越引起人们的关注。在癌症，艾滋病等疾病的靶向治疗、生物分离、酶或蛋白质的固定、细胞筛选、核酸纯化以及生物传感、污水处理等方面都有研究报道。人们期待将具有特殊功能的其他纳米粒子和磁性粒子结合，赋予磁性粒子更多的功能，由于稀土氧化物具有独特的光学性质，其中掺杂铕的稀土氧化物(Y₂O₃:Eu)具有很强的红色荧光，在分子标记、生物成像、离子检测等方面具有非常广泛的用途，因此同时具有稀土铕优异的光学性能和SPIO的高磁响应性能的双功能纳米粒子，在生物靶向标记、细胞分离及筛选、疾病诊断和治疗方面具有潜在的重要应用价值。此外，以介孔二氧化硅为主体材料，结合不同功能的客体材料，可以产生丰富的主客体效应。其中，制备SPIO纳米颗粒为蛋黄，红色荧光Y₂O₃:Eu为蛋壳的荧光和超顺磁性双功能SPIOY₂O₃:Eu复合材料，既具有磁性可分离的性质，又具有荧光可成像的性质，除了已在分离、检测、成像等领域大规模应用外，这种材料还将在更多更广的领域发挥它的潜力。(参考文献：Zhang，F.；Braun，G，B.；Shi，Y，F.；Zhang，Y，C.；Sun，X，H.；Reich，N，O.；Zhao，D，Y.；Stucky，G.，Fabrication of AgSiO₂Y₂O₃:Ernanostructures for bioimaging：tuning of the upconversion fluorescence with silver nanoparticles，J.Am.Chem.Soc.2010，132，2850-2851.)。这种蛋黄-蛋壳结构的纳米颗粒，外层壳Y₂O₃:Eu的厚度可由反应中加入不同稀土化合物前驱体的量进行调控，内空腔的空间大小可由通过改变二氧化硅的厚度调控。目前，制备这种兼具荧光和磁性的双功能SPIOY₂O₃:Eu蛋黄-蛋壳结构纳米胶囊的方法鲜有报道，因此，本发明提出一种简单、通用、可控尺寸大小的具体涉及兼具荧光和磁性的双功能SPIOY₂O₃:Eu蛋黄-蛋壳结构纳米胶囊的制备方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种兼具荧光和磁性的双功能SPIOY₂O₃:Eu蛋黄-蛋壳结构纳米胶囊的制备方法，合成的方法简单，操作方便，具有可调控的内空腔空间大小和外壳厚度，可以作为癌症双模式成像(荧光成像和磁共振成像)诊断的对比剂。

本发明制备以具有超顺磁性SPIO纳米粒子为蛋黄，外层厚度和内空腔空间大小可调、且具有红色荧光性质的Y₂O₃:Eu为蛋壳的纳米胶囊。

本发明的方案是：首先，制备十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)分子保护的SPIO纳米颗粒，然后利用溶胶-凝胶法在其外层形成二氧化硅壳，厚度可通过加入正硅酸已酯(TEOS)的量调控。之后，在二氧化硅壳层外包覆具有红色荧光的Y₂O₃:Eu，其厚度可通过加入不同稀土化合物前驱体的量调控。此过程中伴随着二氧化硅的被刻蚀，其尿素热分解使其溶液呈现碱性，OH-刻蚀二氧化硅，然后离心、干燥、高温煅烧，最后形成蛋黄-蛋壳结构的纳米胶囊。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种兼具荧光和磁性的双功能SPIOY₂O₃:Eu蛋黄-蛋壳结构纳米胶囊的制备方法，包括下述步骤：