氨基功能化四氧化三铁

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011059096.0(22)申请日 2020.09.30(71)申请人 武汉儿童医院地址 430016 湖北省武汉市江岸区香港路100号(72)发明人 徐佳　肖晗　杨渊　高雯琪　龚红建　(74)专利代理机构 武汉臻诚专利代理事务所(普通合伙) 42233代理人 胡星驰(51)Int.Cl.B01J 20/22(2006.01)B01J 20/28(2006.01)B01J 20/30(2006.01)C12N 15/10(2006.01)(54)发明名称一种氨基磁珠、其制备方法及应用(57)摘要本发明公开了一种氨基磁珠、其制备方法及应用。

所述氨基磁珠，包括二氧化硅包被的四氧化三铁纳米颗粒，其表面共价接枝有富氨基基团，磁纳米颗粒表面键合氨基密度大于0.18μmol/mg。

其制备方法包括以下步骤：(1)制备二氧化硅包被的四氧化三铁纳米磁珠颗粒分散液；(2)制备前体分散液；(3)发生烷基化反应，洗涤烘干后获得所述氨基磁珠。

所述氨基磁珠用于全血DNA提取，能够一次性提取大量DNA样本供扩增和检测之用。

权利要求书2页 说明书10页 附图1页CN 112121768 A 2020.12.25C N 112121768A1.一种氨基磁珠，其特征在于，包括二氧化硅包被的四氧化三铁纳米颗粒，其表面共价接枝有富氨基基团，磁纳米颗粒表面键合氨基密度大于0.18μmol/mg。

2.如权利要求1所述的氨基磁珠，其特征在于，所述富氨基基团，为C3以上的直链。

3.如权利要求2所述的氨基磁珠，其特征在于，所述富氨基基团为-CH2NH-C2H5NH-C2H5NH2。

4.如权利要求1所述的氨基磁珠，其特征在于，所述四氧化三铁纳米颗粒粒径≤30nm，所述二氧化硅包被的四氧化三铁纳米颗粒粒径在35nm-50nm之间。

2021四氧化三铁纳米颗粒催化活性的研究综述范文 四氧化三铁纳米颗粒(IONPs)具有独特的超顺磁特性,被广泛应用在污水处理、分析检测、生物大分子及细胞分离、药物靶向运输及可控释放、肿瘤磁热治疗、磁共振成像等领域[1~5]. 2007年中国科学院生物物理研究所阎锡蕴教授课题组[6]发现IONPs 能够模拟辣根过氧化物酶(HRP)活性, 催化过氧化氢(H2O2)氧化底物(3,3,5,5-四甲基联苯胺(TMB)、二氨基联苯胺(DAB)、邻苯二胺(OPD))产生颜色变化. 其催化活性与HRP 类似, 依赖于H2O2浓度、pH和反应温度, 催化过程符合米氏动力学以及乒乓反应机制, 因此能够替代HRP应用在酶联免疫吸附分析(ELISA). 随后, 针对IONPs催化活性的研究如雨后春笋般涌现, 涵盖了包括环境保护、食品安全、生物医学等多个领域[7~21]. 1特征及优化 表面未经修饰的IONPs催化TMB-H2O2反应具有以下特征:最适反应条件为pH 3.5, 40℃;低浓度H2O2促进酶样活性, 高浓度H2O2抑制酶样活性; 催化过程符合米氏动力学以及乒乓反应机制; IONPs催化活性源于纳米颗粒表面的Fe2+; 颗粒越小, 比表面积越大, 单位质量纳米颗粒催化活性位点越多, 催化活性更高; 表面修饰基团的包被厚度会影响IONPs与底物的相互作用[6].IONPs在较宽pH(1~12)或者温度(4~90℃)的环境中孵育2 h后仍然保持良好的催化活性, 而HRP在pH低于5或者温度高于40℃的环境中孵育2 h后完全丧失了催化活性[6]. 叠氮钠是生物样品防腐抑菌的重要添加剂. 0.02%叠氮钠的存在抑制了HRP 99%催化活性, 而IONPs在该环境下能够保持93%催化活性. 即使叠氮钠浓度增加4倍, IONPs催化活性仍能维持在54%~82%水平[22]. IONPs催化活性对环境的强耐受性有望拓展其在分析领域特别是HRP使用受限环境中的应用. 过氧化物酶催化反应遵循米氏动力学,米氏常数Km值大小表征酶与底物之间亲和力的大小, Km值高则酶对底物的亲和力低. IONPs具有类似HRP的催化功能, 但是其对底物H2O2的Km值却远高于HRP,表明其对H2O2的亲和力较低[6], 催化反应需要较高浓度的H2O2. 提高IONPs对H2O2及其他底物的亲和力, 可以增强IONPs的催化活性, 促进其过氧化物酶样活性的应用. 通过对IONPs纳米颗粒表面进行修饰, 改变表面电荷类型及大小, 有望增强IONPs与底物之间的静电相互作用, 进而增强IONPs的催化活性. 喻发全等人[22]考察了表面电荷以及表面包被厚度等因素对IONPs酶样活性的影响.2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐(ABTS)含有2个磺酸基,而TMB含有2个氨基. 由于静电相互作用, 纳米颗粒表面电荷会影响对这2种底物的亲和力, 进而影响催化效率. 肝素修饰的IONPs表面负电荷最强, 催化TMB效率也最高; 聚乙烯亚胺修饰的IONPs表面正电荷最强, 催化ABTS效率也最高. 刘艳萍和喻发全[23]发现氨基修饰增强了IONPs对ABTS的亲和力,而巯基修饰增强了IONPs对H2O2的亲和力. 在IONPs表面共同修饰氨基与巯基, 将同时增强IONPs对ABTS和H2O2的亲和力, 提高IONPs的催化活性, 有利于分析测定极微量H2O2以及其他能够转换为H2O2的物质. 卟啉能够加速电子在IONPs和底物之间传递而促进底物氧化, 故卟啉功能化能够增强IONPs过氧化物酶样活性[24]. 不同形状的IONPs具有不同的比表面积和裸露晶面,导致表面催化活性铁原子的数量不同, 因而会导致不同的催化活性. Nath等人[25]制备了右旋糖酐修饰的IONPs, 其对底物TMB的亲和力比未经修饰的IONPs强300倍. Liu等人[26]考察了不同形状IONPs的过氧化物酶样活性, 发现催化活性强弱顺序依次为团簇>三角片>八面体.除IONPs外,大量纳米材料也具有过氧化物酶样活性, 将这些材料与IONPs组合制备复合材料, 可能会起到协同增强模拟酶活性的作用[27~31]. 2应用 IONPs过氧化物酶样活性催化机理可能是:H2O2以及底物 (如 TMB, ABTS等 )吸附在 IONPs表面 ;IONPs 表面的 Fe2+/Fe3+催化H2O2分解为羟自由基;IONPs通过部分电子交换作用稳定羟自由基; 羟自由基氧化底物发生颜色变化, 生成荧光产物, 或者化学发光等[12,24,32,33]. 充分利用催化机理及反应条件的可调节性, IONPs在环境保护、食品安全、生物研究、临床诊断治疗等领域具有广泛应用 , 如免疫测定[6,10,27,34~40]、分析物浓度检测[8,11,13~19,21~24,28,29,31,41~50]、清除污染物[7,9,12,30,32,33,51~56]、抑制细菌[57,58]以及肿瘤治疗[57]等. 2.1免疫检测中作为HRP的替代物 HRP能够催化显色反应,表面的赖氨酸残基可以与多种分子进行交联, 因此被广泛应用于免疫化学领域如蛋白质免疫印迹(western blot)、ELISA、免疫组化(IHC)等. 然而HRP的应用存在一定限制, 如长期储存容易失活, HRP-分子交联物的生产和纯化费用较高等. IONPs具有过氧化物酶活性, 且和天然HRP相比具有以下优点: 生产方法简便, 成本低廉,对恶劣环境抵抗力强易于保存, 具有磁性, 容易回收重复使用以及单分子催化活性更高等. 因此, IONPs可以作为HRP的替代物应用在免疫化学领域, 有望降低分析成本, 提高分析系统稳定性.。

基于共价键作用的四氧化三铁-还原氧化石墨烯复合材料的合成及其储锂性能秦士林;李继成;李朝晖;胡忠良;丁燕怀;雷钢铁;肖启振【摘要】采用溶剂热法制备单分散的Fe3O4微球,对其表面进行包覆SiO2和氨基化处理,再与氧化石墨烯复合,化学还原后得到Fe3O4-W-RGO复合材料.SEM和TEM照片显示,SiO2均匀包覆在Fe3O4微球(直径~440 nm)表面形成Fe3O4@SiO2核壳微球,紧密束缚于RGO纳米片表面.XRD测试结果表明Fe3O4微球结晶度好、纯度高.电化学性能测试结果表明:在0.01~3.00 V电压范围和0.1C倍率下,Fe3O4-W-RGO复合材料的首次放电容量为1246 mAh/g,100次循环后保持830 mAh/g;在2C倍率下放电容量达到484 mAh/g,具有较好的倍率性能和循环性能.【期刊名称】《无机材料学报》【年(卷),期】2018(033)007【总页数】8页(P741-748)【关键词】四氧化三铁;氧化石墨烯;共价键作用;锂离子电池【作者】秦士林;李继成;李朝晖;胡忠良;丁燕怀;雷钢铁;肖启振【作者单位】湘潭大学化学学院,湘潭 411105;湘潭大学化学学院,湘潭 411105;湘潭大学化学学院,湘潭 411105;湖南工业大学冶金工程学院,株洲 412007;湘潭大学土木工程与力学学院,湘潭 411105;湘潭大学化学学院,湘潭 411105;湘潭大学化学学院,湘潭 411105【正文语种】中文【中图分类】TQ174锂离子电池由于能量密度高, 已经在便携式电子设备上得到了广泛应用。

碳基负极材料(石墨)的比容量一般低于400 mAh/g[1], 基于化学转化反应机理的过渡金属化合物负极材料具有比碳材料更高的比容量[2-7]。

例如, 在0.01~3.00 V(vs.Li+/Li)电压范围和0.1 A/g电流密度下, MoS2/石墨烯复合材料的比容量为800 mAh/g[7], SnO2为609 mAh/g[8], V2O3/C复合材料为774.8 mAh/g[9], h-MoO3@C纳米纤维为946.6 mAh/g[10]。

四氧化三铁的光热效应四氧化三铁（Fe3O4）是一种常见的铁氧化物，具有很强的光热效应。

它在光热转换器件、生物医学治疗、热磁记录等领域具有广泛的应用前景。

本文将介绍四氧化三铁的光热效应以及其相关应用。

光热效应是指物质在吸收光能后产生的热效应。

四氧化三铁具有较宽的吸收光谱范围，从紫外光到近红外光都能吸收。

当四氧化三铁吸收光能时，光能被转化为热能。

这是由于光子能量被电子吸收后，激发电子跃迁到高能态，再通过非辐射跃迁或电荷传输过程耗散出热能。

这种光热转换过程使得四氧化三铁具有很高的温升和热释放能力。

根据四氧化三铁的光热效应，可以将其应用于光热转换器件的制备。

光热转换器件是一种将光能转换为热能的装置，通常包括吸光材料、热散射元件和热吸收区域。

以四氧化三铁为吸光材料，可以通过调节其结构和组分来实现不同波段的光吸收。

例如，在近红外区域，可以通过改变四氧化三铁的粒径来调节其吸收能力。

同时，通过结合热散射元件，可以提高光热转换效率。

因此，四氧化三铁在光热转换器件中具有很大的应用潜力。

除了光热转换器件，四氧化三铁还可以应用于生物医学治疗领域。

光热疗法是一种基于组织吸收光能产生热效应的疗法。

通过将四氧化三铁纳米粒子作为治疗剂，可以实现对癌细胞的有效杀伤。

由于四氧化三铁具有良好的生物相容性和生物降解性，可以通过控制其粒径和形态来调节其在生物体内的热疗效果。

此外，四氧化三铁还可以与其他功能纳米材料结合，如荧光标记物和抗肿瘤药物，在生物体内实现多功能治疗。

另外，四氧化三铁的光热效应还可以应用于热磁记录领域。

热磁记录是一种基于材料的磁性变化来存储信息的技术。

通过将四氧化三铁纳米颗粒作为信息存储介质，可以利用其光热效应实现高密度的热磁记录。

四氧化三铁的特殊磁性结构和光热特性使其具有很高的记录密度和速度，可以应用于大容量存储设备和高速数据传输。

综上所述，四氧化三铁具有很强的光热效应，并在光热转换器件、生物医学治疗和热磁记录中具有广泛的应用前景。

四氧化三铁氨基化四氧化三铁氨基化是一种化学反应，指的是将四氧化三铁（Fe3O4）与氨基化合物反应，生成氨基化的四氧化三铁。

这个反应在材料科学和纳米科技领域有着广泛的应用和研究。

四氧化三铁是一种重要的磁性材料，具有良好的导电性和磁性能。

它在电子器件、储能材料和生物医学领域有着广泛的应用。

然而，纯四氧化三铁的应用受到一些限制，比如其在水中的分散性较差，导致在某些领域的应用受到限制。

为了克服这些限制，研究人员开始探索将四氧化三铁进行氨基化改性的方法。

氨基化是指在分子中引入氨基（-NH2）官能团的化学反应。

通过引入氨基官能团，可以改善四氧化三铁的分散性、增强其与其他材料的相容性，并且还可以引入其他功能官能团，从而拓宽其应用领域。

氨基化反应可以通过多种方法实现。

一种常用的方法是将四氧化三铁与氨基化合物在溶液中反应。

在反应过程中，氨基化合物中的氨基官能团与四氧化三铁表面的羟基官能团发生取代反应，形成氨基化的四氧化三铁。

这种反应通常需要在适当的温度和pH条件下进行，以保证反应效果和产物纯度。

除了溶液法，还可以利用固相反应、气相反应等方法进行四氧化三铁的氨基化。

这些方法在实际应用中具有一定的优势，比如可以实现大规模生产、控制反应条件等。

四氧化三铁氨基化后的产物具有很多优良的性质。

首先，氨基化可以增加四氧化三铁的分散性，使其更容易与其他材料混合，并且可以通过调节氨基官能团的种类和含量来调控其分散性。

其次，氨基化可以改善四氧化三铁与生物体的相容性，使其在生物医学领域有更广泛的应用前景。

此外，通过引入其他功能官能团，还可以赋予四氧化三铁更多的性质和功能，比如光学性能、电学性能等。

总之，四氧化三铁氨基化是一种重要的化学反应，在材料科学和纳米科技领域具有广泛的应用前景。

通过氨基化改性，可以改善四氧化三铁的性质和功能，并且拓宽其在电子器件、储能材料、生物医学等领域的应用范围。

随着对这一领域研究的深入，相信四氧化三铁氨基化将会在更多领域展现其巨大潜力。

羧基化四氧化三铁一、引言四氧化三铁（Fe3O4），也被称为磁铁矿，是一种重要的铁氧化物材料。

它具有磁性、导电性和光学性能等特点，广泛应用于磁性材料、催化剂、生物医学等领域。

而羧基化四氧化三铁则是对四氧化三铁进行羧基化处理后得到的产物，具有更多的应用潜力和改性能力。

二、羧基化四氧化三铁的制备方法羧基化四氧化三铁的制备方法有多种，以下是两种常见的方法：1. 溶剂热法：将四氧化三铁与羧酸在有机溶剂中反应，通过热处理得到羧基化四氧化三铁。

这种方法通常需要在惰性气氛下进行，以防止氧化反应的发生。

2. 水热法：将四氧化三铁与羧酸在水中反应，通过调节反应条件，如反应温度、反应时间和pH值等，可以控制羧基化程度和产物的形貌。

三、羧基化四氧化三铁的应用领域羧基化四氧化三铁由于其特殊的结构和性质，在许多领域都有广泛的应用，以下是其中几个重要的应用领域：1. 磁性材料：羧基化四氧化三铁具有较高的饱和磁化强度和磁导率，可以用于制备高性能的磁性材料，如磁性纳米颗粒、磁性液体和磁性涂料等。

这些材料在信息存储、磁性传感器和磁共振成像等方面具有潜在的应用价值。

2. 催化剂：羧基化四氧化三铁具有丰富的表面羧基，可以作为催化剂的载体或催化剂本身。

通过调节羧基化程度和羧基结构，可以改变催化剂的酸碱性质和表面活性，从而实现对不同反应的调控，如催化氧化反应、加氢反应和催化降解等。

3. 生物医学：羧基化四氧化三铁具有良好的生物相容性和生物活性，可以作为靶向药物传输、生物成像和磁热治疗等方面的材料。

通过修饰不同的功能基团，可以实现对药物的控释和靶向效应，提高药物的治疗效果和降低副作用。

四、羧基化四氧化三铁的性能改性羧基化四氧化三铁可以通过改变羧基化程度、羧基结构和羧基分布等方式进行性能改性。

以下是几种常见的性能改性方法：1. 离子掺杂：通过掺入不同离子，如铁离子、氧化镁离子和氧化铝离子等，可以调节材料的导电性能、磁性能和光学性能等。

2. 表面修饰：通过在羧基化四氧化三铁的表面修饰不同的功能基团，如氨基、酚基和硅烷基等，可以实现对材料的表面活性、稳定性和生物相容性的调控。

聚乙二醇PEG包裹四氧化三铁10nm，一般的PEG修饰过程与应用领域今天小编瑞禧RL整理并分享关于一般的PEG修饰Fe3O4纳米颗粒的过程:将聚乙二醇（PEG）修饰在Fe3O4纳米颗粒表面是一种常见的方法，可以提高纳米颗粒的生物相容性和稳定性。

以下是一般的PEG修饰Fe3O4纳米颗粒的过程：1. 材料准备：Fe3O4纳米颗粒：需要事先合成或购买具有所需尺寸和形状的Fe3O4纳米颗粒。

PEG：选择适当分子量和官能团的PEG，例如羟基PEG（PEG-OH）或胺基PEG （PEG-NH2）等。

2. 活化表面（如果需要）：如果Fe3O4纳米颗粒的表面需要活化，可以使用化学方法或其他表面处理技术，引入活性官能团，例如羧基（-COOH）或氨基（-NH2）。

3. PEG修饰过程：制备PEG溶液：将选择的PEG溶解在适当的溶剂中，通常是水或有机溶剂，形成PEG溶液。

将Fe3O4纳米颗粒加入PEG溶液中：将活化后的或原始的Fe3O4纳米颗粒加入到PEG溶液中，并进行充分的混合。

PEG分子会吸附到纳米颗粒的表面。

超声处理或搅拌：使用超声波处理或机械搅拌等方法，确保PEG分子均匀地包裹在Fe3O4纳米颗粒的表面。

反应时间和温度控制：控制反应时间和温度，确保反应在适当的条件下进行，以实现PEG分子的充分修饰。

4. 去除溶剂和未反应的PEG（如果需要）：如果使用有机溶剂，需要通过离心沉淀将纳米颗粒分离出来，去除多余的溶剂。

如果使用水溶液，可以通过超滤或离心沉淀去除未反应的PEG分子。

5. 纯化和储存：最终得到的PEG修饰的Fe3O4纳米颗粒可能需要经过洗涤和离心沉淀等步骤进行纯化，然后分散在适当的溶剂中，以便于实验或应用。

纳米颗粒的储存通常需要在冷暗处，避免湿气和光照。

应用：聚乙二醇（PEG，Polyethylene glycol）包裹的四氧化三铁（Fe3O4）纳米颗粒在各种领域中具有广的应用。

由于其良好的生物相容性、水溶性、稳定性和功能化特性，PEG-Fe3O4纳米颗粒已成为生物医学、药物传递、磁共振成像（MRI）、生物分离等领域的研究热点。

氨基四氧化三铁zeta电位
氨基四氧化三铁（Zeta电位）是一种重要的物化性质，它在电化学和界面科学中起着重要的作用。

它可以衡量物质在电场中的分散性和稳定性，对于纳米颗粒的稳定性和胶体溶液的分散性有着重要的影响。

Zeta电位的定义是指在一个电场中，带电颗粒表面的电势差。

在溶液中，当颗粒表面带电时，会吸引溶液中的离子形成电双层。

这个电双层会影响颗粒的分散状态和稳定性。

Zeta电位的测量可以通过电泳法或者光散射法来进行。

Zeta电位的数值与颗粒的表面电荷密度有关。

当颗粒表面带有正电荷时，Zeta电位为正值；当颗粒表面带有负电荷时，Zeta电位为负值。

Zeta电位的绝对值越大，说明颗粒表面电荷密度越高，颗粒的分散性越好。

Zeta电位对于胶体溶液的稳定性起着关键的作用。

当颗粒表面带电时，它们之间会发生静电排斥作用，从而防止颗粒的聚集和沉淀。

因此，Zeta电位越大，胶体溶液的稳定性越好。

Zeta电位还可以用来研究颗粒表面的电荷性质和溶液中的离子浓度等。

通过测量Zeta电位的变化，可以了解溶液中的离子浓度对颗粒表面电荷的影响，从而更好地理解颗粒表面的电荷特性。

Zeta电位在电化学和界面科学中具有重要的意义。

它可以帮助我们
了解颗粒的分散性和稳定性，并可以用来研究颗粒表面的电荷特性和溶液中的离子浓度。

通过对Zeta电位的测量和分析，可以为相关领域的研究提供重要的参考和指导。

氨基四氧化三铁zeta电位氨基四氧化三铁是一种常见的高性能材料，具有广泛的应用领域。

它的zeta电位是一个重要的性质，对于了解其表面电荷特性和稳定性有着重要的意义。

我们来了解一下氨基四氧化三铁的基本特点。

氨基四氧化三铁是一种由铁离子与氨基团组成的有机无机复合物。

它的化学结构稳定，具有良好的热稳定性和化学稳定性。

同时，氨基四氧化三铁还具有较大的比表面积和孔隙结构，使其具有良好的吸附性能和催化性能。

氨基四氧化三铁的zeta电位是指其表面电位的测量值。

表面电位是指材料表面处电荷分布不均匀所产生的电位差。

而zeta电位则是测量表面电位的方法之一。

通过测量氨基四氧化三铁的zeta电位，可以得到其表面电荷的信息，进而了解其与周围环境的相互作用。

氨基四氧化三铁的zeta电位与其表面化学组成、晶体结构和溶液条件等因素密切相关。

一般来说，当溶液中的电解质浓度较小时，氨基四氧化三铁的表面电荷主要由其官能团上的氨基离子和铁离子贡献。

随着电解质浓度的增加，溶液中的离子浓度增加，表面电荷主要由离子吸附层上的电荷贡献。

因此，氨基四氧化三铁的zeta电位可以通过改变溶液中的电解质浓度来调控。

氨基四氧化三铁的zeta电位还受到pH值的影响。

在酸性条件下，氨基四氧化三铁表面的羟基质子化，表面电荷呈正电荷；而在碱性条件下，羟基解离，表面电荷呈负电荷。

因此，调节pH值也可以改变氨基四氧化三铁的zeta电位。

通过对氨基四氧化三铁的zeta电位的测量和调控，可以优化其在吸附、催化等领域的应用性能。

比如，在环境污染治理中，可以利用氨基四氧化三铁的表面正电荷吸附和去除水中的阴离子污染物；在催化反应中，可以通过调节氨基四氧化三铁的表面电荷分布来调控反应速率和选择性。

氨基四氧化三铁的zeta电位是其表面电荷特性的重要指标，对于了解其性能和应用具有重要意义。

通过调节溶液条件和pH值等因素，可以改变氨基四氧化三铁的zeta电位，从而优化其在吸附、催化等领域的应用性能。