[发明专利]一种具有磁性和荧光双重功能的纳米材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有磁性和荧光双重功能的纳米材料及其制备方法，属于纳米材料技术领域。本发明先用木质素磺酸钠与金属盐混合物混合，经过反应制得带有磁性粒子的木质素磺酸钠，将带有磁性粒子的木质素磺酸钠于卤代烃混合后与经多巴胺与氯化铵改性所得的碳量子点混合，冷冻干燥，得坯料，将坯料经凝固浴和甲醛处理后，制得具有磁性和荧光双重功能的纳米材料。本发明制备的具有磁性和荧光双重功能的纳米材料具有长效的磁性和荧光性能，且产品的分散性较好。

技术领域

本发明涉及纳米材料技术领域，具体是一种具有磁性和荧光双重功能的纳米材料及其制备方法。

背景技术

随着纳米技术研究的进一步深入，对纳米材料的要求已经从单分散性、形貌的控制转变为构建多组分的复合纳米颗粒。通过表面外延生长等方法将多种不同材料组合在一起，成为了纳米科学技术研究的新热点。相较于单一组分的纳米颗粒，多功能纳米材料同时具备多种优良的性能，更好的解决了实际存在的功能单一使一些纳米材料的使用受限制的问题，多功能纳米材料以其优异的性能快速发展，越来越广泛的应用到不同的领域。其中，荧光材料及磁性材料因其在生化和医学领域广泛应用，受到广泛关注。

量子点是尺寸在1-100nm的微晶，通常由元素周期表中II-VI或III-V族原子组成，通过调节粒径大小，可以获得不同荧光发射波长的量子点。与传统的有机荧光染料相比，量子点具有可调的荧光发射波长，窄且对称的荧光发射光谱，宽且连续的紫外吸收光谱，以及较好的光化学稳定性。目前，荧光量子点已广泛应用在生物荧光探针、生物医学成像和免疫检测分析等领域。理想的磁性荧光微球要求具有较高的比饱和磁化强度、能产生较强的荧光且荧光稳定性良好、微球尺寸可控、粒径分布窄、化学稳定性好、表面含有丰富的功能基团，且制备工艺简单、重复性良好、价格便宜等特点，它不仅可以作为核磁共振造影剂用于疾病诊断，还可以作为药物载体用于疾病治疗以及各种蛋白、细胞等的分离。如果将磁性和荧光特性溶于一体制备出磁性和荧光双重功能的复合纳米粒子，将在生物标记、荧光免疫分析、生物分离、蛋白DNA富集与分离、载药体系的制备及目标成像等领域具有很大的应用潜力。

磁性荧光纳米粒子的制备方法主要包括二氧化硅包覆、聚合物包覆、种晶生长以及偶联法。然而，在其制备过程中普遍存在量子点的荧光淬灭现象。据文献报道，造成量子点荧光淬灭的原因主要有两个方面，一方面是量子点本身的光化学稳定性，由于应用环境的复杂性，量子点稳定性易受周围环境影响；另一方面是磁性纳米粒子的影响，包括磁的强的吸收作用以及磁性颗粒与量子点之间的荧光共振能量转移作用。

现有技术中，专利号CN103525405A《基于天然高分子的磁性荧光双功能纳米材料及其制备方法》公开了一种以磁性粒子四氧化三铁为核，壳聚糖和聚阴离子型纤维素为壳层材料，以壳聚糖包覆的异硫氰酸荧光素为荧光材料，通过层层自组装方法得到磁性荧光粒子，专利号CN102020258A《一种磁性荧光羟基磷灰石纳米复合结构的制备方法》公开了一种通过控制钙/铕的摩尔比，将硝酸钙和硝酸铕的混合溶液、磷酸氢二铵溶液同时滴入磁性纳米粒子溶液，剧烈搅拌下得到棕黄色沉淀，制得磁性荧光羟基磷灰石纳米复合结构的磁性粒子。但是现有技术中制备的磁性荧光纳米粒子普遍存在磁性粒子在制备过程中分散性不佳，导致产品饱和磁强度不高，磁性粒子易与荧光粒子接触，从而导致荧光离子猝灭，并且通过自组装形成的磁性荧光纳米粒子强度较低，在使用过程中易使磁性粒子和荧光粒子流失，导致产品磁性和荧光性能减弱的问题。

因此，研究和开发具有生物相容性，且在产品使用一段时间后仍旧具有较好磁强度和荧光性能的双功能纳米粒子具有重要的价值。

发明内容

针对传统技术存在的缺点，本发明提供了一种具有磁性和荧光双重功能的纳米材料及其制备方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：