[发明专利]一种氧化石墨烯/MnFe2O4纳米杂化材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米杂化材料技术领域，特别涉及一种氧化石墨烯/MnFe₂O₄纳米杂化材料及其制备方法。

背景技术

目前，磁共振成像（MRI）技术已在生物、材料等科学领域，特别是医学领域获得了快速的发展和广泛的应用。MRI技术是现代医学中最重要的影像诊断手段之一，是继CT、B超等影像检查手段后又一新型的断层成像方法，而且MRI技术具有很高的组织分辨率和无放射损伤等优点。磁共振成像主要是利用生物体不同组织在外磁场的影响下产生不同的磁共振信号来成像，磁共振信号的强弱主要取决于组织内水的含量多少和水分子中质子的弛豫时间大小，可有效地检测组织坏死、局部缺血和各种恶性病变(如肿瘤)，并且能对疾病进行早期诊断，也能对器官移植等进行监测。随着临床上MRI的广泛应用，人们希望该技术能进一步提高对生物组织的分辨率，以显示一些较小的病变。这就需要进一步提高磁共振成像的对比度，使用造影剂便是人们的首选，可以提高核磁共振的对比度和清晰度。

如今，超过30%的MRI需要使用造影剂，所以一种好的造影剂，除了满足稳定性高、生物兼容性好等一般条件外，还应当满足以下四个方面要求:A、低毒：用于人体的MRI造影剂主要是通过静脉注射为给药方式，所以必须确保低毒。B、高弛豫效能：磁化率越高，越能提高MRI图像的对比相关。C、有组织、器官选择性或靶向性分布：造影剂的选择性分布是提高成像对比度的重要因素。D、易排出体外：在使用MRI造影后能及时排除体外，不至于在人体内积累。现在的造影剂的种类很多，通常可以分为顺磁性造影剂、铁磁性造影剂和超顺磁性造影剂。由于超顺磁性造影剂在人体内分布具有特异性，而且使用剂量少、安全、毒副作用小等优点成为人们关注的热点。

发明内容

本发明的目的是提供一种氧化石墨烯/MnFe₂O₄纳米杂化材料，通过在单层氧化石墨烯表面原位均匀生长直径为4-7nm的磁性MnFe₂O₄纳米粒子，得到具有较高的饱和磁化率和T₂弛豫系数的磁共振造影剂，并可实现药物靶向释放治疗的效果。

本发明的另一个目的是提供一种制备氧化石墨烯/MnFe₂O₄纳米杂化材料的方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种氧化石墨烯/MnFe₂O₄纳米杂化材料，其特征在于：所述氧化石墨烯表面修饰有MnFe₂O₄纳米粒子，该MnFe₂O₄纳米粒子的粒径为4-7nm。

一种上述氧化石墨烯/MnFe₂O₄纳米杂化材料的制备方法，其步骤包括：

（1）将乙酰丙酮铁及乙酰丙酮锰超声分散在三甘醇中制得三甘醇混合液，接着将氧化石墨烯均匀分散在三甘醇中，最后将该三甘醇混合液超声分散在氧化石墨烯的三甘醇溶液中；

（2）将步骤（1）中得到的混合液在边通入氮气边搅拌的条件下加热、升温并回流，冷却后离心分离、洗涤即得样品。

所述步骤（1）中，三甘醇混合液中的及三甘醇的配比为1g：0.3-3g：50-200mL。优选的，三甘醇混合液中的乙酰丙酮铁、乙酰丙酮锰及三甘醇的配比为1g：0.3-0.5g：50-70mL。

所述步骤（1）中，氧化石墨烯三甘醇分散液中，氧化石墨烯在三甘醇溶液中的浓度为2.5-3.5g/mL。

所述步骤（1）中，乙酰丙酮铁、乙酰丙酮锰和氧化石墨烯的质量比为1：0.3-3:200-400。

所述步骤（1）中，将三甘醇混合液超声均匀分散在氧化石墨烯的三甘醇溶液中，超声处理的时间为10-20分钟。

所述步骤（2）中，将混合液在通入氮气和磁力搅拌的双重条件下加热至100℃-120℃，加热时间为1-1.5小时；然后将混合液升温至210℃-230℃，加热时间为2-2.5小时；最后将混合液持续升温至280℃-290℃后回流0.5-1.5小时。

所述步骤（2）中，混合液冷却至室温后离心分离，并用有机溶剂洗涤2-4次。优选的，有机溶剂为无水乙醇。

本发明所使用的氧化石墨烯是采用改良Hummers方法制备得到，并在单层氧化石墨烯上原位生长有磁性铁酸锰纳米粒子，该磁性铁酸锰纳米粒子是通过高温热解法原位沉积在氧化石墨烯表面。