[发明专利]具有荧光性质的水溶性磁纳米复合材料的制备方法

权利要求书

1.一类具有荧光性质的水溶性磁纳米复合材料，其特征在于该复合材料由磁纳米中心核和包覆在中心核外的具有荧光性质的水溶性聚合物组成，发光的荧光素位于水溶性聚合物外表面，磁纳米粒子中心核是 Fe、Co或Mn金属的氧化物或它们的复合材料，磁纳米粒子的粒径在1-100 nm之间，且具有单分散性；

水溶性聚合物为水溶性高分子链，其分子结构为

  n是聚合度，n为30-70，R是均裂离去基团，羧基基团可以与磁纳米粒子结合；

发光的荧光素分子结构为： 

   。

2.根据权利要求1所述的具有荧光性质的水溶性磁纳米复合材料，其特征在于：

磁纳米粒子核为没有生物毒性的Fe₃O₄粒子，磁纳米粒子表面接枝了聚甲基丙烯酸缩水甘油酯，聚合物末端通过开环反应引入氨基，氨基再和异硫氰酸荧光素上的异硫氰

官能团反应引入异硫氰酸荧光素。

3.一种如权利要求1所述的具有荧光性质的水溶性磁纳米复合材料的合成方法，其特征在于具体步骤如下：

一. 磁纳米粒子的合成   

以二苄醚为溶剂，以乙酰丙酮铁(Ⅲ)、1，2-十六二醇、油酸和油胺为原料，采用高温溶剂法制备单分散的磁纳米粒子：

具体步骤如下：

将乙酰丙酮铁(Ⅲ)、1，2-十六二醇、油酸和油胺加入二苄醚，氮气保护中磁力搅拌均匀，混合溶液加热到200 ℃ 持续2小时，然后把温度升到300 ℃再加热1小时，反应物冷却至室温，加入少量乙醇，采用离心-溶解-离心的方法得到油酸包裹的磁纳米粒子沉淀；磁纳米粒子经过减压干燥后，保存在冰箱0-4 ℃中备用；

二.  RAFT试剂BSPA的合成

将3-巯基丙酸慢慢滴入氢氧化钾溶液，反应20 min后，缓慢加入二硫化碳，溶液变成橘红色，混合物在室温下反应过夜；加入氯化苄后继续回流12小时，停止加热，让溶液自然冷却到室温后加入氯仿，用稀盐酸中和溶液，溶液由橘红色变为黄色，用氯仿萃取两次后合并有机相，分别用饱和氯化钠溶液和去离子水萃取有机相，得到BSPA氯仿溶液；用无水硫酸钠将其干燥过夜，过柱子分离收集产物BSPA，减压干燥后，保存在棕色真空干燥器里备用；

三. 磁纳米粒子表面键接RAFT试剂BSPA

通过置换反应将BSPA键接到磁纳米粒子表面：

具体步骤如下：

将油酸包裹的磁纳米粒子和BSPA溶解在正己烷中，室温下氮气保护中强烈搅拌混合均匀，反应过程中溶液出现了黑色的沉淀，将所得的混合物放进离心机，离心后可得到黑色固体即键接BSPA的磁纳米，将产物减压干燥后保存在冰箱0–4 ℃中；

四.  聚合物/磁纳米复合材料的合成

通过可逆加成-断裂转移方法在磁纳米表面引发甲基丙烯酸缩水甘油酯单体：

具体步骤如下：

将键入BSPA的磁性纳米粒子、甲基丙烯酸缩水甘油酯单体和和引发剂溶解在四氢呋喃中，70 ℃下氮气保护中反应2小时，反应过程中发现溶液粘度逐渐增大，说明在磁纳米粒子表面引发了甲基丙烯酸缩水甘油酯单体，以乙醇为沉降溶剂进一步纯化聚合物/磁纳米粒子复合材料；

五.  具有荧光性质的水溶性磁纳米复合材料的制备

首先利用聚合物中环氧基的开环反应引入氨基，然后伯胺和异硫氰酸荧光素反应，合成了具有荧光性质的水溶性磁纳米复合材料，

具体步骤如下：

1)将聚合物/磁纳米粒子复合材料溶于四氢呋喃，超声混合均匀，然后将此溶液慢慢滴到过量的乙二胺中，室温下反应24小时后，将混合物缓慢滴入丙酮，得到棕褐色的沉淀即含有氨基的磁纳米粒子，产物用去离子水透析一天，冷冻干燥，

2)将含有氨基的磁纳米粒子溶于水，超声混合均匀，然后加入少量的异硫氰酸荧光素FITC，室温下反应24小时后得到具有荧光性质的水溶性的磁纳米复合材料的水溶液，磁纳米复合材料用去离子水透析一天，然后冷冻干燥，将其保存在冰箱0–4 ℃中备用。