[发明专利]一种磁性纳米金刚石颗粒材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于无机功能复合材料及制备方法领域，特别涉及一种磁性纳米金刚石颗粒材料及其制备方法和应用。

背景技术

纳米金刚石（Nanodiamond）具有纳米粒子的体积效应、表面效应以及小尺寸量子效应，如纳米金刚石的一次粒度仅为4~12nm，比表面积高达280~420m²/g，颗粒表面结构缺陷多，表面官能团丰富。另外，纳米金刚石材料还具有金刚石的一般性质，如高硬度、高导热性、高弹性模量、高耐磨性、低的比热容与极好的化学稳定性。因为兼备超硬材料与纳米材料的双重特性，纳米金刚石在研磨、润滑、磁流体、复合镀、生物药物等技术领域有着广泛的应用前景。

借助于纳米金刚石的高比表面积、表面多官能团等性质，通过亲水/疏水作用或静电力等可实现小分子以及大的生物分子的吸附。W.S.Yeap等报道采用烷基硅侧链对纳米金刚石进行表面修饰，成功地加载氨基苯硼酸，用于标准糖蛋白的富集，富集容量达350mg/g(W.S. Yeap, Y.Y. Tan, K.P. Loh, Using Detonation Nanodiamond for the Specific Capture of Glycoproteins, Analytical Chemistry,80,12, 4659-4665, 2008)。K.K. Liu等采用激光共聚焦显微镜观察纳米金刚石(10μg/ml)处理人体A549细胞的情况，证明纳米金刚石对细胞没有细胞毒性(K.K. Liu, C.L. Cheng, C.C. Chang, J.I. Chao, Biocompatible and detectable carboxylated nanodiamond on human cell, Nanotechnology,18,32, 325102, 2007)。而M.F. Chen等将α-金环蛇毒素(Alpha-bungarotoxin)加载于纳米金刚石颗粒表面，通过A549细胞处理4h，完成进入细胞内过程后，金环蛇毒素仍可保持很好的活性(K.K. Liu, M.F. Chen, P.Y. Chen, T.J.F. Lee, C.L. Cheng, C.C. Chang, Y.P. Ho, J.I. Chao, Alpha-bungarotoxin binding to target cell in a developing visual system by carboxylated nanodiamond, Nanotechnology,19,20, 205102, 2008)。

进一步，如果将纳米金刚石颗粒磁性化，作为药物载体注入到体内，在外加磁场作用下，通过纳米磁性粒子的磁性导向性，能使其向病变部位移动，从而达到定向治疗的目的。如A. Jordan报道将磁性纳米微粒注入患者的肿瘤，然后将患者置于交变的磁场(H = 0~10 kA/m，f = 50~100 kHz)中。在外磁场的作用下，肿瘤里的磁性纳米颗粒可升温到 45℃至47℃，足以烧毁癌细胞，这种磁性液体人工高热法和传统的放射线疗法相结合可以大大提高治癌效果(A. Jordan, R. Scholz, P. Wust, H. Fähling, F. Roland, Magnetic fluid hyperthermia (MFH): Cancer treatment with AC magnetic field induced excitation of biocompatible superparamagnetic nanoparticles, Journal of Magnetism and Magnetic Materials,201,1–3, 413-419, 1999) 。

另外，纳米金刚石具有超硬特性和化学稳定性，对磁性化后的纳米金刚石颗粒表面改性，可将其均匀分散在非极性溶剂或者极性溶液中，制备成不发生沉降的磁性液体(Magnetic fluid)。在外磁场的引导下，磁性液体可向着磁场方向可控的运动，移走外磁场后，它们又能保持均匀的分散，这种磁性液体可广泛的应用于磁性研磨光整加工、旋转密封、阻尼器件以及磁印刷等。

目前尚未发现通过四氧化三铁纳米晶包裹来制备磁性纳米金刚石颗粒材料的报道。

发明内容

本发明的目的之一是针对现有技术中存在的缺陷或不足，提供一种磁性纳米金刚石颗粒材料。

本发明的另一目的是提供该磁性纳米金刚石颗粒材料的制备方法。

本发明的优异目的是提供该磁性纳米金刚石颗粒材料的应用。

本发明的目的可通过如下技术方案实现：