[发明专利]低荧光背景的组装型金磁复合纳米颗粒的制备方法及其应用

说明书

 

技术领域

本发明属于复合纳米材料合成领域，涉及一种低荧光背景的组装型金包覆磁性铁氧化合物的复合纳米材料，即Fe₃O₄SiO₂Au金磁复合纳米颗粒及其制备方法，特别涉及采用自组装技术方案制备适于直接在其表面进行荧光信号检测的金磁复合纳米颗粒。

 

背景技术

磁性材料是一种历史悠久的传统材料。研究表明当其尺寸进入纳米尺度后，所得磁性纳米材料将呈现出一些特殊的物理现象，如：矫顽力的变化、超顺磁性、居里温度的下降等。因为这些特性，磁性纳米颗粒作为纳米材料的重要组成部分，目前已成为材料、信息、生物、化学等领域的研究热点。由于磁性纳米颗粒具有分离速度快、效率高、操作简单、易实现功能化、易实现自动化及不影响分离物质的活性等优越的物理化学性质和生物相容性，目前已被广泛应用于细胞的分离分选，生物大分子的分离、纯化、检测，靶向诊断与治疗等诸多领域。其中，以磁性纳米颗粒进行生物大分子检测主要是通过在其表面修饰上特异性的探针或抗体后即可利用它们对目标分子（核酸或蛋白质）进行特异性的检测。但单纯的铁氧磁性纳米颗粒在空气中易被氧化、从而发生团聚，且具有强的荧光背景甚至能够淬灭荧光，不利于在其表面直接进行以荧光为信号的生物分子检测。

纳米金颗粒具有特殊的稳定性、小尺寸效应、量子效应、表面效应和良好的生物相容性，在纳米电子学、光电子器件、纳米涂层材料、纳米催化、分子识别和生物标记等领域有着巨大的潜在应用价值，因此一直是纳米材料领域研究的热点。关于纳米金颗粒的制备方法、性能及应用研究在国内外已经有很多的文献报道。而将磁性纳米颗粒与纳米金颗粒结合起来的金磁复合颗粒，由于兼具二者的优点而具有更为广阔的应用前景，关于其制备方法、性能及应用研究目前亦已有许多文献报道。但很多方法制备得到的金磁复合颗粒在生物分子的分离、纯化及检测方面的应用常常局限于将纳米金颗粒表面仅仅作为与生物分子结合的载体，对纳米金颗粒的其他性能（如：近红外区的光热转换性质、荧光增效作用）应用得并不够全面。

目前制备铁氧磁性纳米颗粒的方法主要有共沉淀法、水热法、高温分解法等若干种物理或化学方法，根据颗粒的需求不同可采取相应的方案。而目前制备金磁复合颗粒主要采用表面原位还原方案和自组装方案。

 

发明内容

解决的技术问题：本发明的目的在于提供一种低荧光背景的、兼具有良好生物相容性与易于分离性的组装型金-磁复合纳米颗粒及其操作简便的制备方法。本发明采用软模板法制备粒径500 nm左右Fe₃O₄磁性纳米颗粒，之后经种子聚合法及经典的St?ber 过程在其表面包覆一层硅壳，制备粒径550 nm 左右的Fe₃O₄SiO₂颗粒，用硅烷偶联剂对稳定性和分散性较好的Fe₃O₄SiO₂颗粒表面进行氨基修饰；以还原法制得粒径3-5 nm左右的纳米金颗粒；混合上述Fe₃O₄SiO₂和纳米金混悬液并搅拌，通过金与氨基的配位结合从而得到组装型Fe₃O₄SiO₂Au金磁复合纳米颗粒。经测试，该金磁复合纳米颗粒与表面经功能化基团修饰的金磁复合纳米颗粒均既具备金良好的生物分子固定化容量，又具备磁性材料易于分离的性质，尤其是具备荧光背景低的优点，在生物检测尤其是直接于颗粒表面进行以荧光为信号的生物分子检测及自动化检测方面将具有广阔的应用前景。