专利名称：炔基修饰磁纳米粒子模块、氨基酸类化合物修饰的磁纳米粒子，及制备方法和用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种磁性纳米粒子领域，尤其涉及一种炔基修饰的磁性纳米粒子模块 及其制备方法和应用，以及一种由该炔基修饰的磁性纳米粒子模块制得的氨基酸类化合物 修饰的磁纳米粒子及其制备方法。
背景技术：
“链接”化学(Click chemistry)是2001年诺贝尔化学奖获得者美国化学家 Sharpless提出的一种快速合成大量化合物的新方法，是继组合化学之后又一给传统有机 合成化学带来重大革新的合成技术。其核心是开辟一整套以含杂原子链接单元C-X-C为 基础的组合化学新方法，用少量简单可靠和高选择性的化学转变来获得更广泛的分子多样 性，开创了快速、有效、可靠性可达100%、高选择性地制造各类新化合物的合成化学新领 域。目前，该技术已渗透到先导化合物库的建立、新药开发和聚合物的合成等领域。Click反应必须是模块化的，应用范围宽、产率高并且是立体选择性的，通常还具 有较高的热力学驱动力，使反应迅速，并能得到单一的产物。Click反应过程一般具有以下 特点(1)简单的反应条件，例如反应过程对氧气和水不敏感；(2)起始原料和反应物容易 获得；(3)不需溶剂或能使用易于除去的溶剂；(4)产物分离简单；(5)所生成的产物在生 理条件下稳定。环加成反应是Click反应中应用最广泛的一类，Click Chemistry的思想在杂原 子参与的环加成反应中得到充分的体现，模式化的反应将两大单元的不饱和模块融合起 来，可快速大量地生成许多五元或六元杂环化合物。其中，Cu(I)催化叠氮化合物与末端炔 基化合物生成1，2，3-三唑的反应是ClickChemistry最典型的代表，此反应不仅有高度的 独立性、完整性和专一化程度，而且有很好的生物兼容性。另外，Cu(I)催化下叠氮化物-炔 的偶极环加成反应的独特性为Click Chemistry在活体内(in vivo)和活体外(in vitro) 的生物共轭作用的应用提供了方便，并已经成功地应用于活的有机体和蛋白质、DNA等的标 记。Click Chemistry由于其反应模块化，是一种新型的组合合成方法和有机合成方法。虽然处于初级发展阶段，然而由于其具备原料易得、反应条件温和、产物收率高、选择 性好和易于分离提纯等特点，使其无论是在药物开发中，还是在高分子合成中均被证明是 一种极其实用的合成方法。目前ClickChemistry在药物开发和高分子中都已从最初的研 究阶段进入实际应用阶段。磁性纳米材料作为一门交叉学科涉及众多领域，而目前Click Chemistry在修饰磁性纳米材料方面的研究还较少，有许多方面还需要深入研究。目前，文献报道中制备磁性纳米粒子的方法大致有如下几大类a.共沉淀法； b.微乳液法；c.热分解法；d.生物合成法；e.部分还原法；f.水热合成法等，这些方法均 为成熟的纳米粒子制备技术，为了防止合成出来的磁性纳米粒子之间因范德华力作用产生 团聚、沉降现象，通常需要在其表面引入高密度保护分子作为稳定剂，保护层可以是无机材料、有机分子或聚合物，这样可以有效的保持磁性纳米粒子在溶液中良好地分散性。 迄今为止，我国有关对磁性纳米粒子进行表面修饰的研究很多，也有将 “Click-chemistry”方法应用于材料的模块化修饰报道，但是未见将其应用于表面修饰炔 基的磁性纳米粒子模块报道。如申请号为CN 200710010807. 3的专利申请公开了一种采 用Click Chemistry反应制备键合型环糊精固定相的方法，该制备方法包括两个步骤首 先通过在硅胶表面弓I入叠氮基或者炔基而制备出叠氮基硅胶衍生物或炔基硅胶衍生物，然 后通过叠氮基与炔基的1，3-环加成反应，即Click Chemistry,在水溶液中20 80°C的条 件下反应24 72小时，将修饰了炔基或叠氮基的环糊精键合到硅胶表面。该专利所提供 的键合反应选择性高，能很好的保持环糊精的结构，制备方法简便，适用范围广，所制备的 环糊精键合固定相表面键合量较高，所制备的环糊精键合固定相表面键合量较高。再如申 请号为CN 200710010808. 8的专利申请公开了一种糖键合硅胶固定相及其制备方法，首先 在硅胶表面引入叠氮基团，制备叠氮基硅胶中间体；然后通过Click Chemistry将炔基糖 分子键合到叠氮基硅胶表面。该专利提供的色谱分离材料结构新颖，柱效和分离选择性高。 Journalof America Chemistry Society报道的一篇文献与本发明专利有相似之处，即通 过氨基与羧基的缩合反应进行链接，但有本质的区别，该报道采用的是合成具有羧基的聚 合物包裹氧化铁纳米粒子，通过丙炔胺与之反应使其表面修饰炔基；本发明是氨基修饰的 硅胶包覆Fe3O4磁纳米粒与炔酸类化合物反应，进而在磁纳米粒子表面修饰炔基，形成磁纳 米粒子模块。将上述发明应用到磁性纳米粒子后，会产生明显的团聚现象，不利于纳米粒子的 分散，并且粒径分布较宽，达不到实际使用中对粒径的要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服了现有的炔基修饰的磁性纳米粒子的制备 方法炔基修饰率不够高，操作复杂，得到的纳米粒子易团聚等缺陷，提供了一种特别适用于 链接化学反应的炔基修饰的磁性纳米粒子及其制备方法和用途，以及一种用该炔基修饰的 磁性纳米粒子制得的链接肽段等功能性基团的氨基酸类化合物修饰的磁性纳米粒子的制 备方法。用该方法制得的氨基酸类化合物修饰的磁性纳米粒子及炔基修饰的磁性纳米粒子 粒径小、粒径分布范围窄、分散性好，所述炔基修饰的磁性纳米粒子特别适用于链接化学反 应，反应选择性高，条件温和，操作简单，氨基酸类化合物修饰的磁性纳米粒子提高了磁性 纳米粒子的功能性，扩展了其应用领域，两种制备方法均适于工业化生产。因此，本发明通过下述技术方案解决上述技术问题。本发明提供了一种炔基修饰的磁性纳米粒子的制备方法，其包括下述步骤于非 极性溶剂中，在脱水剂二环己基碳二亚胺(DCC)的作用下，将氨基修饰的硅烷化磁性纳米 粒子与炔酸类化合物进行氨基和羧基的脱水反应，得炔基修饰的磁性纳米粒子，即炔基修 饰的磁性纳米粒子。其中，所述的炔酸类化合物指炔基在末端，且分子链中含有羧基的炔酸类化合物， 如丙炔酸。所述的氨基修饰的硅烷化磁性纳米粒子与炔酸类化合物的用量比，以及炔酸类 化合物与脱水剂的用量比过大，不仅造成试剂浪费、产物损失、难于清洗，而且未清洗净的 产物会影响炔基修饰的效果；反之，比例过小，反应进行不完全，不利于脱水反应的完全进行。本发明中，所述的氨基修饰的硅烷化磁性纳米粒子表面的氨基与炔酸类化合物的摩尔比较佳的为1 1 1 2，更佳的为1 1 1 1.5。所述的炔酸类化合物与脱水剂的 摩尔比较佳的为1 1 1 2，更佳的为1 1 1 1. 5。其中，所述的氨基与羧基的脱水反应的温度较佳的为40 60°C ；反应的时间以反应完全为准，较佳的为18 30小时，使氨基修饰的硅烷化磁性纳米粒子表面修饰有较高密 度的炔基官能团。其中，所述的非极性溶剂可选用能够溶解反应试剂的常规非极性溶剂，较佳的为 四氢呋喃，并且为了确保本发明氨基与羧基之间的脱水反应能够最大程度的正向进行，选 用干燥的非极性溶剂作为反应溶剂。当所述的非极性溶剂用量过大时，不仅造成溶剂浪费， 而且会直接影响脱水反应的速率；反之，用量过小时，反应进行不完全，从而不利于接上足 够多的炔基官能团。本发明中非极性溶剂的用量为刚好能够完全溶解磁性纳米粒子和脱水 齐U，较佳的为每55 70mg磁性纳米粒子使用10 15ml非极性溶剂。其中，由于氨基与羧基之间的脱水反应一旦加入脱水剂DCC便会放出大量热，不 利于炔基有效地对磁性纳米粒子表面进行修饰，因此脱水剂DCC较佳地缓慢滴加到反应体 系中。其中，所述的脱水反应条件可参照本领域常规方法进行选择，较佳地按如下方式 进行o°c下，在四氢呋喃中，将氨基修饰的硅烷化磁性纳米粒子与丙炔酸混合，在氮气保护 下，滴入DCC的四氢呋喃溶液，搅拌1小时后，加热至40 60°C，反应18 30小时，即可。其中，所述的脱水反应在无水和搅拌条件下进行，所述的搅拌采用本领域常规的 搅拌速度，一般为50 500rpm。其中，所述的脱水反应结束后较佳地采用无水乙醇对炔基修饰的磁性纳米粒子进 行清洗。其中，所述的氨基修饰的磁性纳米粒子可采用本领域常规的制备方法制得，本发 明优选下述步骤①于低级饱和一元醇中，将硅烷试剂与低级饱和一元醇进行醇解反应，该醇解反 应产物与磁性纳米粒子进行脱水反应，得硅烷化磁性纳米粒子；②于低级饱和一元醇中，将所述硅烷化磁性纳米粒子与含有氨基的硅烷偶联剂进 行氨基化反应，得氨基修饰的硅烷化磁性纳米粒子；步骤①中，所述的磁性纳米粒子可以是现有的任何铁氧体磁性纳米粒子，本发明 中选用Fe3O4磁性纳米粒子为例来说明。所述的Fe3O4磁性纳米粒子可直接购买也可根据现 有技术自行合成。本发明中优选共沉淀法进行合成，包括如下步骤将强碱溶液在N2等惰 性气体保护条件下，加热至60 90°C后，将三价铁盐、二价铁盐和强酸的混合溶液快速加 入至强碱溶液中，强烈搅拌后冷却至室温，除水除杂质后，得到黑色的Fe3O4磁性纳米粒子。 较佳的，将制得的Fe3O4磁性纳米粒子浸泡在甲醇中，能够防止纳米粒子团聚，使用前将甲 醇除去即可。步骤①中，所述的低级饱和一元醇一方面作为醇解介质，用于将硅烷试剂醇解，另 一方面还作为反应溶剂。所述的低级饱和一元醇是指碳原子数为1 4的饱和一元醇，优 选甲醇和/或乙醇。所述的低级饱和一元醇的用量可根据本领域的常规用量进行选择。较 佳地，步骤①还使用硅烷试剂的良溶剂作为反应溶剂，该良溶剂较佳的为甲苯，从而步骤①的反应在所述良溶剂与低级饱和一元醇的混合溶剂中进行，所述良溶剂能够很好地溶解硅 烷试剂，促进磁性纳米粒子的分散，降低硅烷化磁性纳米粒子的团聚可能。较佳地，所述的 混合溶剂与硅烷试剂的体积比为25 1 100 1，更佳的为50 1 60 1。其中，所 述良溶剂的用量可根据本领域的常规方法进行选择，所述良溶剂与所述低级饱和一元醇的 体积比较佳的为1 1 1 30。所述低级饱和一元醇的用量较佳地相对于良溶剂过量， 但低级饱和一元醇太多时，不仅会造成浪费，还会增加后处理的工作。本发明中所述良溶剂 与低级饱和一元醇的体积比更佳的为1 1 1 3。 步骤①中，硅烷试剂是指一类表面具有硅羟基、硅醚等基团，并能与磁性纳米颗粒 表面的羟基发生脱水反应的试剂。硅烷试剂表面的硅醚等基团经过醇解反应生成硅羟基， 进而与硅烷试剂表面的硅羟基一起与磁性纳米颗粒表面的羟基反应发生脱水反应生成硅 胶，从而达到包覆磁性纳米粒子的效果。所述的硅烷试剂可选用本领域常规使用的各类硅 烷试剂如硅酸甲酯、硅酸乙酯、硅酸丙酯、硅酸丁酯、硅酸钾和硅酸钠中的一种或多种，较佳 的为正硅酸四乙酯(TEOS)和/或硅酸钠。所述的磁性纳米粒子与硅烷试剂的用量可根据 本领域常规方法进行选择，若磁性纳米粒子与硅烷试剂的比例过大，不仅会造成试剂浪费、 产物损失、难于清洗，而且未清洗净的产物会影响氨基修饰的效果；反之若比例过小，则难 以完全包覆磁性纳米粒子，较佳地，磁性纳米粒子硅烷试剂=1 0.5 1 10，更佳的 为1 4 1 6;所述用量比的单位为g/ml。步骤①中，所述的醇解和脱水反应较佳地采用一锅法进行，即将甲苯、低级饱和一 元醇、磁性粒子和硅烷试剂全部混合后开始反应。步骤①的反应较佳的在回流下进行，反应 温度一般为80°C 120°C，反应总时间以使脱水反应完全为准，一般为18 30小时。步骤②中，所述的硅烷化磁性纳米粒子与含有氨基的硅烷偶联剂比例过大时，不 仅造成试剂浪费、产物损失、难于清洗，而且未清洗净的产物会直接影响下一步的炔基化反 应；反之，比例过小时，磁性纳米粒子表面修饰的氨基密度较低，从而不利于接上较多的炔 基官能团。较佳地，硅烷化磁性纳米粒子含有氨基的硅烷偶联剂=1 2 1 4;所述 用量比的单位为g/ml。所述的含有氨基的硅烷偶联剂可选用市售的各种型号的具有氨基的 硅烷偶联剂，较佳的为DB550、KH792和SG_Si900等中的一种或多种。步骤②中，为简化操作、节约成本，步骤②较佳地采用和步骤①相同的混合溶剂。 甲苯是硅烷偶联剂的良溶剂，能够很好地溶解硅烷偶联剂，促进氨基修饰的磁性颗粒的分 散，降低其团聚可能。较佳地，所述混合溶剂与硅烷偶联剂的体积比较佳的为50 1 150 1，更佳的为 60 1 100 1。步骤②中，所述的氨基化反应较佳的在回流下进行，反应温度一般为80°C 120°C。所述的氨基化反应的时间以使反应完全为准，一般为18 30小时。步骤①和②的反应条件优选在惰性气体保护下进行，以防止磁性纳米粒子氧化； 较佳地还在无水和搅拌条件下进行，所述的搅拌采用本领域常规的搅拌速度，一般为50 500rpmo较佳的，步骤①和②结束后采用溶剂对磁性纳米粒子进行清洗。步骤①中较佳地 用甲苯清洗。步骤②中较佳地依次用甲苯和甲醇清洗。 在上述所有制备方法中，产生的有机废液均可通过蒸馏方式回收重新利用，不可 回收利用的剩余废液可以通过在指定地点燃烧进行处理，燃烧产物为CO2和水，不造成环境污染；清洗过程产生的水废液中无环境污染物质，可直接排放。本发明还提供了 一种用上述方法制备得到的炔基修饰的磁性纳米粒子。该炔基修 饰的磁性纳米粒子具有良好的分散性和较窄的粒径分布。该炔基修饰的磁性纳米粒子能够 用于链接反应的反应物使链接反应在其表面发生，因此本发明还提供了所述的炔基修饰的 磁性纳米粒子在链接反应中的应用。由于本发明的炔基修饰的磁性纳米粒子是链接反应中 的炔基模块，因此其能与链接反应领域中的任何其他叠氮基模块进行反应。其中所述的叠 氮基模块为含有叠氮基分子的化合物，如叠氮氨基酸和苄基叠氮。本发明还提供了一种氨基酸类化合物修饰的磁性纳米粒子的制备方法，其包括下述步骤在催化剂五水硫酸铜和抗坏血酸钠的作用下，将上述炔基修饰的磁性纳米粒子与 叠氮氨基酸类化合物进行链接反应，即可。其中，所述的链接反应较佳地在氮气保护下，在搅拌下进行。所述的链接反应较佳 地在震荡条件下进行。所述炔基修饰的磁性纳米粒子中炔基与五水硫酸铜的摩尔比可根据 本领域常规方法选择，较佳的为10 1 50 1，更佳的为45 1 50 1。本发明的 炔基修饰的磁性纳米粒子中炔基与该磁性纳米粒子的摩尔/重量比较佳的为0. 5 μ mol/mg 以下。所述的叠氮氨基酸类化合物与五水硫酸铜的摩尔比可根据本领域常规方法选择，较 佳的为10 1 50 1，更佳的为45 1 50 1。所述的五水硫酸铜与抗坏血酸钠的 摩尔比可根据本领域常规方法选择，较佳的为1 2 1 10，更佳的为1 8 1 10。 所述链接反应的反应溶剂可根据本领域常规方法进行选择，较佳的为去离子水。所述链接 反应的反应温度可根据本领域常规方法进行选择，较佳的为在室温20 40°C下进行。所述 链接反应的反应时间可根据本领域常规方法进行选择，以使反应完全为止，较佳的为4 18小时，更佳的为8 12小时左右。链接反应是一种模块化反应，通过炔基与叠氮基之间 的反应，将两个反应模块连接到一起，本发明中所述的叠氮氨基酸类化合物指能够进行链 接反应的所有末端带有叠氮基的氨基酸类化合物，该氨基酸类化合物包括氨基酸、多肽或 蛋白质分子。本发明中为了便于采用紫外分光光度计对反应进程进行跟踪检测，较佳地选 用叠氮丙氨酸。反应结束后较佳地用去离子水清洗氨基酸类化合物修饰的磁纳米粒子数 次，清洗过程产生的水废液中无环境污染物质，可直接排放。本发明还提供了用上述的氨基酸类化合物修饰的磁性纳米粒子的制备方法制得 的氨基酸类化合物修饰的磁性纳米粒子，其是一种表面接有氨基酸类化合物的磁性纳米粒 子。该种氨基酸类化合物修饰的磁性纳米粒子可以通过进一步的反应，最终应用于磁性分 离领域。磁性分离技术是以磁性粒子为载体，包被酶、蛋白质、多肽、抗体和抗原等生物分 子，在外加磁场的定向控制下，通过亲和吸附、清洗、解吸等操作，可以一步从复杂的生物体 系中分离到目标物分子，具有磁性分离简单方便、亲和吸附高特异性及高敏感性等众多优 点，从而作为一类新型功能性材料被广泛应用于生物医学、免疫分析领域。本发明中，上述优选条件在符合本领域常识的基础上可任意组合，即得本发明各 较佳实例。本发明的原料和试剂均市售可得。本发明的积极进步效果在于1、本发明将磁性纳米粒子通过一定量硅烷试剂在混合溶剂中醇解，对磁性纳米粒 子表面进行硅胶包覆从而形成核壳结构，再在相似反应条件下采用一定量硅烷偶联剂以键合形式在硅胶包覆的磁性纳米粒子表面修饰氨基官能团，末端接上氨基后，利用氨基与羧 基之间的脱水缩合在氨基修饰的硅烷化磁性纳米粒子表面修饰上炔基官能团，得到炔基修 饰的磁性纳米粒子。通过控制磁性纳米粒子与硅烷偶联剂的用量比例及反应时间，使得制 得的硅烷化及氨基修饰的硅烷化磁性纳米粒子粒径分布范围窄(20 60nm)且分散性较 佳、不易团聚、顺磁性和磁响应能力强从而使制得的炔基修饰的磁性纳米粒子也具有相应 的优点。在该制备方法中，工艺条件温和，无需高温高压，重复性好；选用的试剂均为常规、 价廉产品，且部分试剂可回收再利用；故而成本低廉、适于工业化生产。2、氨基酸类化合物修饰的磁纳米粒子的制备方法中，反应体系稳定，适当对反应体系温度进行控制即可得到所需产物，大大提高了合成效率，且可重复性好；也无需特殊设 备，易于操作，推广性强，产率高、易纯化，反应选择性高、交叉反应少、避免使用保护和脱保 护，反应过程模块化，应用范围广等特点，可以预计未来链接反应在磁性纳米表面改性中必 将获得更广泛的应用。采用链接方法制得的氨基酸类化合物修饰的磁纳米粒子仍然具有非 常好的磁性。
图1为本发明制备方法制得的炔基修饰的磁性纳米粒子的透射电子显微镜(TEM) 形貌图。图2为实施例的磁性纳米粒子的磁滞回线(a)为Fe3O4磁性纳米粒子的磁滞回 线，(b)为硅烷化的Fe3O4磁性纳米粒子的磁滞回线；饱和磁化强度a = 29. 3emu/g、b = 27. 779emu/g ；剩余磁化强度 a = 0. 02emu/g、b = 0. 85967emu/g ；矫顽力 a = 10. 2G、b = 12. 858G。图3为在本发明制得的炔基修饰的磁性纳米粒子过量的情况下，其进行链接反应 时的紫外光谱扫描图，其中(a)为进行链接反应前的上清液的紫外光谱扫描图，(b)为链接 反应后的上清液的紫外光谱扫描图。图4为在叠氮基丙氨酸过量的前提下，本发明制得的炔基修饰的磁性纳米粒子进 行链接反应时的紫外光谱扫描图，其中(a)为进行链接反应前的上清液的紫外光谱扫描 图，(b)为链接反应后的上清液的紫外光谱扫描图。图5为用紫外分光光度法测定的苄基叠氮的吸光度_浓度标准曲线。
具体实施例方式下面用实施例来进一步说明本发明，但本发明并不受其限制。下述实施例中的硅烷偶联剂，其中KH792和DB550购自湖北德邦化工新材料有限 公司，SG-Si900购自南京曙光化工总厂；丙炔酸购自日本TCI试剂公司，其它试剂均购自上 海国药集团，且均为分析纯。实施例1炔基修饰的磁性纳米粒子模块的制备(1)制备Fe3O4磁性纳米粒子分别配制1250ml 0. 5M NaOH、125ml IM FeCl3、125ml 0. 5M FeCl2 和 125ml 0. 4M HCl溶液，将NaOH溶液在N2保护条件下加热至60°C，将已配制的FeCl3、FeCl2和HCl溶液 混合后，与NaOH混合，并以IOOrpm速度强烈搅拌15min后冷却至室温。依次用去离子水、甲醇清洗5次，所得产物Fe3O4磁性纳米粒子分散于甲醇中；磁滞回曲线见图2(a)；(2)将上一步分散于甲醇中的Fe3O4磁性纳米粒子蒸发除去甲醇后，称量4g加入 到IOOOml甲苯与甲醇的混合溶剂中(甲苯与甲醇体积比1 1)，添加20ml正硅酸四乙酯 (TEOS)，升温至80°C，通入N2，以300rpm速度强烈搅拌，回流24h后，用甲苯清洗6次得到 硅烷化的Fe3O4磁性纳米粒子，并分散于甲苯中；磁滞回曲线见图2(b)；(3)将20g硅烷化的Fe3O4磁性纳米粒子，加入IOOOml甲苯与甲醇的混合溶剂中 (甲苯与甲醇体积比1 1)，并加入60ml硅烷偶联剂KH792，升温至80°C，通入N2，以300rpm 速度搅拌，回流24h后，依次用甲苯、甲醇清洗数次得到氨基修饰的硅烷化磁性纳米粒子， 并分散于甲醇溶液中；(4)将氨基修饰的硅烷化磁性纳米粒子60mg溶于6ml干燥四氢呋喃中，用冰水浴 冷却至0°C，加入2. 03 μ 1丙炔酸，通入N2约5分钟，将体系中的空气排净，将溶于4ml干 燥四氢呋喃的7mg DCC用注射器慢慢加入到上述体系中，冰水浴下搅拌1小时，然后升温 至40°C搅拌24小时后，用甲醇清洗数次得到炔基修饰的磁性纳米粒子，并分散于乙醇溶液 中。所得产物的TEM图如图1所示，平均粒径尺寸为43nm。实施例2叠氮丙氨酸模块与炔基磁性纳米粒子模块的反应将炔基修饰的磁性纳米粒子中炔基的量(按0. 5 μ mol/mg磁珠计算)、叠氮丙氨 酸、五水硫酸铜、抗坏血酸钠按摩尔比为50 25 1 10(此时磁性纳米粒子过量，为了 把叠氮丙氨酸全部反应掉)，以去离子水为溶剂，同时取上清液做紫外全波长光谱扫描，如 图3 (a)所示。常温下放入振荡器中进行链接反应8小时后，再次取上清液做紫外全波长光 谱扫描，如图3(b)所示，证明叠氮丙氨酸已经全部反应掉，用去离子水清洗数次得到表面 接有氨基酸的磁性纳米粒子，并分散于乙醇溶液中。将炔基修饰的磁性纳米粒子中炔基的量(按0. 5 μ mol/mg磁珠计算)、叠氮丙氨 酸、五水硫酸铜、抗坏血酸钠按摩尔比为25 50 1 10(此时叠氮丙氨酸过量，为了把 磁性纳米粒子上的炔基官能团全部反应掉)，以去离子水为溶剂，同时取上清液做紫外全波 长光谱扫描，如图4中a所示。常温下放入振荡器中进行链接反应8小时后，再次取上清液 做紫外全波长光谱扫描，如图4(b)所示。实施例3苄基叠氮模块与炔基磁性纳米粒子模块的反应将炔基修饰的磁性纳米粒子中炔基的量(按0. 5 μ mol/mg磁珠计算)、苄基叠氮、 五水硫酸铜、抗坏血酸钠按摩尔比为10 20 1 2，以去离子水为溶剂，常温下放入振荡 器中进行链接反应5小时后。取上清液用紫外分光光度计测量其吸光度，对照事先制好的 紫外标准曲线(如图5所示)，即可得反应后的苄基叠氮的浓度，而反应前加入的苄基叠氮 的量是已知的，根据苄基叠氮的反应量可知，每毫克磁珠表面的炔基量约为0. 2μπι01。实施例4叠氮苯甲酸模块与炔基磁性纳米粒子模块的反应将炔基修饰的磁性纳米粒子中炔基的量(按0. 5 μ mol/mg磁珠计算)、叠氮苯甲 酸、五水硫酸铜、抗坏血酸钠按摩尔比为10 20 1 2，以去离子水为溶剂，常温下放入 振荡器中进行链接反应5小时后。叠氮苯甲酸的反应量为0. 135 μ g。
权利要求
一种炔基修饰的磁性纳米粒子的制备方法，其特征在于，其包括下述步骤于非极性溶剂中，在脱水剂二环己基碳二亚胺的作用下，将所述氨基修饰的硅烷化磁性纳米粒子与炔酸类化合物进行氨基和羧基的脱水反应，即可。
2.如权利要求1所述的炔基修饰的磁性纳米粒子的制备方法，其特征在于所述的炔 酸类化合物为丙炔酸；所述的非极性溶剂为四氢呋喃；所述的氨基修饰的硅烷化磁性纳米 粒子表面的氨基与炔酸类化合物的摩尔比为1 1 1 2 ；所述的炔酸类化合物与脱水 剂的摩尔比为1 1 1 2。
3.如权利要求1或2所述的炔基修饰的磁性纳米粒子的制备方法，其特征在于所述 的氨基与羧基的脱水反应的温度为40 60°C ；反应的时间为18 30小时。
4.如权利要求1 3中任一项所述的炔基修饰的磁性纳米粒子的制备方法，其特征在 于所述的氨基修饰的硅烷化磁性纳米粒子的制备方法包括下述步骤①于低级饱和一元醇中，将硅烷试剂与低级饱和一元醇进行醇解反应，该醇解反应产 物与磁性纳米粒子进行脱水反应，得硅烷化磁性纳米粒子；②于低级饱和一元醇中，将所述硅烷化磁性纳米粒子与含有氨基的硅烷偶联剂进行氨 基化反应，即得。
5.如权利要求4所述的炔基修饰的磁性纳米粒子的制备方法，其特征在于步骤①中，所述的硅烷试剂为硅酸甲酯、硅酸乙酯、硅酸丙酯、硅酸丁酯、硅酸钾和硅酸 钠中的一种或多种；所述磁性纳米粒子所述硅烷试剂=1 0.5 1 10，所述用量比 的单位为g/ml ；步骤①的反应的温度为80°C 120°C，反应总时间为18 30小时；步骤②中，所述硅烷化磁性纳米粒子含有氨基的硅烷偶联剂=1 2 1 4;所述 用量比的单位为g/ml ；所述的氨基化反应的温度为50°C 80°C;所述的氨基化反应的时间 为18 30小时。
6.如权利要求4或5所述的炔基修饰的磁性纳米粒子的制备方法，其特征在于步骤①或②中还使用甲苯与低级饱和一元醇作为混合溶剂，甲苯与低级饱和一元醇的体积比为 1 1 1 30 ；步骤①中所述混合溶剂与硅烷试剂的体积比为25 1 100 1 ；步骤②中所述混合溶剂与硅烷偶联剂的体积比为50 1 150 1。
7.一种用权利要求1 6中任一项方法制得的炔基修饰的磁性纳米粒子。
8.如权利要求7所述的炔基修饰的磁性纳米粒子在链接反应中的应用。
9.一种氨基酸类化合物修饰的磁纳米粒子的制备方法，其特征在于其包括下述步 骤在催化剂五水硫酸铜和抗坏血酸钠的作用下，将权利要求7所述的炔基修饰的磁性纳 米粒子与叠氮氨基酸类化合物进行链接反应，即可；其中所述的氨基酸类化合物包括氨基 酸、多肽或蛋白质分子。
10.如权利要求9所述的氨基酸类化合物修饰的磁纳米粒子的制备方法，其特征在于 所述炔基修饰的磁性纳米粒子中炔基与五水硫酸铜的摩尔比为10 1 50 1;所述的 叠氮氨基酸类化合物与五水硫酸铜的摩尔比为10 1 50 1;所述的五水硫酸铜与抗 坏血酸钠的摩尔比为1 2 1 10 ；所述链接反应的反应溶剂为去离子水；所述链接反 应的反应温度为20 40°C ；所述链接反应的反应时间以使反应完全为止。
11.一种用权利要求9或10的方法制备得到的氨基酸类化合物修饰的磁纳米粒子。
全文摘要
本发明涉及一种炔基修饰的磁性纳米粒子的制备方法，其包括下述步骤于非极性溶剂中，在脱水剂二环己基碳二亚胺的作用下，将氨基修饰的硅烷化磁性纳米粒子与炔酸类化合物进行氨基和羧基的脱水反应。本发明还提供了用上述方法制得的炔基修饰的磁性纳米粒子及其在链接反应中的应用，以及用该炔基修饰的磁性纳米粒子制备氨基酸类化合物修饰的磁纳米粒子的方法和制得的产品。本发明的制备方法工艺条件温和，制得的炔基修饰的磁性纳米粒子能够适用于链接反应，重复性好；制得的氨基酸类化合物修饰的磁纳米粒子粒径分布范围窄，分散性佳、不易团聚、顺磁性和磁响应能力强。
文档编号H01F1/42GK101819838SQ201010115570
公开日2010年9月1日 申请日期2010年3月2日 优先权日2010年3月2日
发明者刘静培, 张国欣, 张岚, 李潇 申请人:中国科学院上海应用物理研究所