一种测定磁性纳米粒子表面端羧基含量的方法

摘要

本发明涉及一种测定磁性纳米粒子表面端羧基含量的方法，即把羧基化的纳米粒子利用共价结合法制备成荧光纳米粒子，利用紫外分光光度计或荧光分光光度计测出紫外吸收峰值或荧光吸收峰值，再与标准曲线对比，计算出羧基的含量。该方法工艺简单，操作简便，专属性强，方法的线性、稳定性、重现性均达较好的技术要求，能够有效地对纳米材料表面端羧基进行定量分析。

说明书

技术领域

本发明涉及一种测定磁性纳米粒子表面端羧基含量的方法，具体来说是一种通过借助分光光度计来测定磁性纳米粒子表面端羧基含量的方法。

背景技术

纳米材料是近年来发展起来的一种新型材料，由于纳米微粒的小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等使得它们在磁、光、电等方面呈现常规材料不具备的特性，尤其是经过氨基、羧基、巯基等功能化的纳米材料，在磁性材料、电子材料、光学材料、高致密度材料的烧结、催化、传感、陶瓷增韧等方面有着广阔的应用前景。磁性纳米材料既具有纳米材料的性质，还具有特殊的磁学性质，从而能够广泛地应用于生物和医学领域，如磁共振成像(MRI)，细胞和蛋白的分离，药物靶向，癌症的诊断和治疗等。羧基功能化的纳米材料，可以连接蛋白、核酸、药物等，从而将纳米材料更好地应用于生物医药领域。

然而，对磁性纳米材料表面端羧基的含量的研究报道不多，仅局限在用滴定法对纳米材料表面的羧基进行估算。由于端羧基的酸性很弱，如果采用电位滴定，其电位突跃不明显，而采用酸碱滴定法，人为因素影响很大，而且不符合现代分析发展的要求。因此，对磁性纳米材料表面端羧基含量的测定还需另觅新法。

发明内容

为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种工艺简单，操作简便，能有效地测定磁性纳米粒子表面端羧基含量的方法，该方法借助荧光物质来修饰表面羧基化的磁性纳米粒子，用分光光度计来测定溶液中荧光物质的含量，与标准曲线对比，计算出磁性纳米粒子表面端羧基的含量，该方法的线性、稳定性、重现性均达到较好的技术要求。

本发明技术方案：

1)作标准工作曲线

配制不同浓度的有机荧光分子溶液作为标准工作液；用分光光度计测出各标准工作液的最大吸收峰值，作线性工作曲线，得到曲线的回归线方程；

2)表面含羧基的磁性纳米粒子的荧光修饰

配制设定浓度的有机荧光分子溶液待用，取表面含有羧基的磁性纳米粒子水相悬浮液，磁分离，弃上清，再加入前述配制好的有机荧光分子溶液，摇匀，在60℃～90℃孵育1～5小时，磁分离，移出上清溶液作为样液，并用分光光度计测出样液的最大吸收峰值；

3)计算磁性纳米粒子表面羧基含量

利用回归线方程计算出样液的浓度，利用反应前后有机荧光分子在溶液中的浓度差计算出磁性纳米粒子表面羧基的含量。

上述步骤1)中标准工作液的浓度在范围为0～0.4mg/ml中取值；步骤2)有机荧光分子溶液的浓度为0.5～10mg/ml中的任意一个值。

上述步骤1)和步骤2)有机荧光分子为4-溴甲基-6，7-甲氧基香豆素、8-氯甲基氟硼荧光染料、荧光素、罗丹明6G、方酸类染料或花菁类染料；步骤1)和步骤2)所述有机荧光分子溶液的溶剂为N，N-二甲基甲酰胺(DMF)或DMF与乙醇、氯仿、四氢呋喃(THF)、甲醇中的任一种的混合溶剂。

上述步骤2)所述的磁性纳米粒子为金属氧化物Fe₃O₄、Fe₂O₃、MFe₂O₄、金属Fe、Co、Ni、Mn及其合金，其中M为Co，Ni，Mn。

本发明的优点：

1、该方法借助荧光物质来修饰表面羧基化的磁性纳米粒子，用分光光度计来测定溶液中荧光物质的含量，并与标准曲线对比，计算出磁性纳米粒子表面端羧基的含量，方法有效可行。

2、该方法的线性、稳定性、重现性均能达到较好的技术要求。

3、该方法工艺简单，操作简便，专属性强。

附图说明

图1是实施例中标准工作液的线性工作曲线图。

具体实施方式

以下具体实施例是为了对本发明作进一步阐述，该实施例并不对本发明内容作限定。

实施例：

1)作标准工作曲线

准确称取适量的4-溴甲基-6，7-甲氧基香豆素(BMMC)标准品，加入N，N-二甲基甲酰胺(DMF)溶解，转移至容量瓶中，稀释至刻度，配成浓度为0.4mg/ml的标准工作液。用同样方法再分别配制浓度为0.3，0.2，0.1，0.15，0.05，0.025mg/ml的标准工作液；将这7个不同浓度的标准工作液分别移取至10μl的比色池中，用紫外分光光度计分别测定它们的最大吸收峰OD值，作出线性工作曲线，如图1所示，横坐标是BMMC在DMF中的浓度，纵坐标是紫外吸收峰OD值，从图示看出BMMC在0～0.4mg/ml的范围内的紫外吸收峰值与浓度呈很好的线性关系。

2)羧基化+磁性纳米粒子的荧光修饰

称取25mg的4-溴甲基-6，7-甲氧基香豆素(BMMC)，用N，N-二甲基甲酰胺(DMF)溶解，并转移至5ml容量瓶中，稀释至刻度，配制成浓度为1mg/ml的溶液。取表面含羧基的四氧化三铁纳米粒子水溶液1ml(固体物含量为1mg/ml)于10ml的玻璃瓶中，磁分离，弃上清，用2ml的N，N-二甲基甲酰胺(DMF)分散，加入5mg/ml的BMMC/DMF溶液2ml，摇匀，在70℃孵育2小时，磁分离，移出上清溶液作为样液，并用紫外分光光度计测出样液的OD值为0.724。

3)计算磁性纳米粒子表面羧基含量

利用回归线方程y＝3.5514x-0.0013，计算出样液的浓度c₂＝0.2042mg/ml；反应前后溶液中有机荧光分子的浓度差Δc＝c₁-c₂＝5×2/(2+2)-0.2042＝2.2958mg/ml；

纳米材料表面端羧基含量为Δc×V/M_BMMC＝2.2958×4/299＝0.0307mmol/mg(V为反应溶液的体积，M_BMMC为BMMC的摩尔质量)。