[发明专利]一种树枝状分子修饰的四氧化三铁磁性纳米材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种树枝状分子修饰的四氧化三铁磁性纳米材料及其制备方法和应用。这种树枝状分子修饰的四氧化三铁磁性纳米材料为表面修饰树枝状分子的Fe₃O₄纳米材料。同时公开了这种磁性纳米材料的制备方法，包括以下步骤：1)合成Fe₃O₄纳米裸球；2)合成树枝状分子；3)合成树枝状分子修饰的四氧化三铁磁性纳米材料。还公开了这种磁性纳米材料的应用。本发明的树枝状分子修饰的四氧化三铁磁性纳米材料粒径均一，磁性效果明显，生物相容性良好，且材料外围大量的氨基为其进一步功能化提供了更多的反应位点，有望在生物医学工程领域得到广泛的应用。

技术领域

本发明涉及一种树枝状分子修饰的四氧化三铁磁性纳米材料及其制备方法和应用。

背景技术

Fe₃O₄纳米粒子具有许多优良的性质，在外磁场下能够定向移动，并且在外加交变电磁场作用下能产生热量，其化学性能稳定，用途广泛。但是，Fe₃O₄纳米粒子在生产、应用过程中却受到很多的限制。首先Fe₃O₄本身具有磁性，容易团聚；另一方面由于纳米颗粒具有很高的比表面积，处于高能状态，为不稳定体系，因此具有强烈的聚集倾向；其次，纳米颗粒表面原子存在许多不饱和键，极易与其他原子相结合而趋于稳定；再次，纳米颗粒表面出现非化学平衡、非整数配位的化学价。因而，需要对纳米粒子进行表面修饰，通过对纳米粒子表面修饰能够降低纳米颗粒的表面能，减小纳米粒子间的相互作用，达到稳定纳米粒子不使其团聚的效果，可以使粒子表面产生新的物理、化学等新的功能，同时，适当的修饰还可改变磁性纳米粒子与基体的相容性，使纳米粒子均匀分散，起到增强增韧的作用。

通过将磁性纳米粒子表面功能化修饰后可以增加纳米粒子在生物医学领域的用途。表面修饰的目的在于使纳米粒子在体内或者体外的环境中具有良好的稳定性，增加水溶性，提供进一步衍生的官能团，扩大它们在生物医学的应用范围。

发明内容

本发明的第一个目的在于一种树枝状分子修饰的四氧化三铁磁性纳米材料，本发明的第二个目的在于提供这种树枝状分子修饰的四氧化三铁磁性纳米材料的制备方法，本发明的第三个目的在于提供这种树枝状分子修饰的四氧化三铁磁性纳米材料在生物医学工程材料中的应用。

本发明所采取的技术方案是：

一种树枝状分子修饰的四氧化三铁磁性纳米材料，为表面修饰树枝状分子的Fe₃O₄纳米材料。

进一步，树枝状分子为树枝状聚酰胺-胺。

再进一步的，树枝状聚酰胺-胺的代数为2～4代。

一种树枝状分子修饰的四氧化三铁磁性纳米材料的制备方法，包括以下步骤：

1)合成Fe₃O₄纳米裸球：以FeCl₃为原料，通过水热法制备得到Fe₃O₄纳米裸球；

2)合成树枝状分子：将含端炔基的树枝状聚酰胺-胺和硅氧烷溶解于溶剂中，再加入引发剂，将溶液体系密封进行反应，反应所得的产物经沉淀，洗涤，干燥，得到端基为硅氧烷的树枝状分子；

3)合成树枝状分子修饰的四氧化三铁磁性纳米材料：将Fe₃O₄纳米裸球超声分散于醇水混合液中，所得的分散液与氨水混合搅拌，再与端基为硅氧烷的树枝状分子混合搅拌，然后在磁场吸引条件下，将所得的产物水洗，得到上述的树枝状分子修饰的四氧化三铁磁性纳米材料。