直鏈淀粉包覆并絡合I₃-的銀包鐵復合納米粒子的制備方法

專利名稱：直鏈淀粉包覆并絡合I₃-的銀包鐵復合納米粒子的制備方法
技術領域：
本發明涉及納米銀技術領域，尤其涉及的是一種直鏈淀粉包覆并絡合I3-的銀包鐵復合納米粒子的制備方法。
背景技術：
納米銀是指粒徑位于1-1OOnm之間的銀簇，由幾個到幾十個銀原子團聚在一起所形成。納米銀是一種無耐藥性、高效、廣譜、長效的殺菌材料，目前已廣泛用于醫療器械和作為外用藥物，如納米銀織物、納米銀燒燙傷貼、納米銀抗菌敷料、納米銀導尿管、納米銀眼藥、納米銀生物材料、納米銀骨水泥、含納米銀的心臟瓣膜、納米銀婦女外科抗菌器(阿希米)、納米銀隱形避孕套等等。但是，由于納米銀存在:(1)毒性問題。有實驗報道納米銀直接與人體接觸或植入體內，能夠產生不良的生物學效應。一些體外試驗也顯示納米銀有一定的細胞毒性，而且同等劑量下，納米級的銀粒子和粒徑較小的微米級銀粒子，比粒徑較大的微米級銀粒子的體外細胞毒性更大。(2)穩定性差的問題。納米銀的最大缺點在于不穩定，容易發生聚焦。在納米銀用作敷料的應用過程中，在不加保護劑的常規條件下，常發生顆粒聚集或被氧化為棕色的氧化銀而失去納米特性，進而影響該材料的抗殺菌效果。同樣，在將銀納米引入體內過程中，如何防止聚集，提高納米銀的穩定性也是一個非常重要的問題。(3)體內難排泄的問題。納米銀進入體內釋放的Ag+發揮殺菌功能后，殘留的Ag+能夠阻止細胞內DNA的合成，使細胞內蛋白含量和ATP濃度下降，產生毒性。因此，納米銀在體內的應用還必須考慮其分解產生的Ag+的最終去除(排泄)問題。(4)靶向作用性差的問題。納米銀廣譜抗菌的機制與納米銀能廣泛地與蛋白質和核酸結合而發生作用有關，其廣譜性導致其靶向作用性較差。有試驗表明，動物吸入納米銀顆粒后，發現在動物體內除肺外的其他器官如心臟、血液、肝臟中均發現有銀存在，這說明納米銀顆粒進入了血液系統并在全身分布。因此欲將納米銀引入體內定向作用于特定的細菌、病毒、腫瘤細胞等，其靶向作用性問題也是一個必須解決的問題。正因為納米銀存在的毒性問題、穩定性問題、排泄問題和靶向作用性問題，其在臨床上的應用僅僅局限于附載到醫療器械上或作為外用藥物，而始終未能在生物體體內得到應用，其不耐藥、廣譜、高效、持久的殺菌性能也未能在生物體內得到發揮。有研究者試圖采用生物大分子(如蛋白質、核酸、淀粉和多糖等)包覆納米銀來解決其進入體內所產生的毒性問題和穩定性問題，但結果表明，包覆后納米銀的殺菌消炎作用顯著降低，導致其主要功能的喪失。對于納米銀 進入體內的靶向作用性和最終的排泄問題，目前還沒有可行的方法予以解決
發明內容
基于納米銀進入體內所面臨的問題，本發明提供一種直鏈淀粉包覆并絡合13_的銀包鐵復合納米粒子的制備方法。本發明的技術方案如下:一種直鏈淀粉包覆并絡合If的銀包鐵復合納米粒子的制備方法，先合成銀包鐵納米粒子，再采用直鏈淀粉包覆納米粒子，再讓I3-絡合到直連淀粉分子螺旋結構中，最后形成復合磁性銀納米粒子。所述的方法，具體為:在含有0.1-0.5M銀氨絡離子和0.2-0.5M還原劑的混合溶液中加入0.2-1.0g表面修飾的10-15nm大小的磁性Fe3O4納米粒子，室溫下攪拌6_8小時，經磁性分離，乙醇洗滌、純水洗滌，合成得到銀包鐵復合納米粒子；再加入0.5wt%可溶性直鏈淀粉的酸性水溶液，在室溫下攪拌8-12小時，制得直鏈淀粉包覆的銀包鐵復合納米粒子；最后加入0.005-0.02M的碘-碘化鉀溶液，作用30-60分鐘后，經過磁性分離，純水洗滌，N2氣流干燥，最終合成得到直鏈淀粉包覆并絡合I3-的銀包鐵復合納米粒子。所述的方法，所述還原劑為硼氫化鈉、檸檬酸鈉、甲醛之一。所述的方法，所述的表面修飾方法為:取0.5gl0-15nm的四氧化三鐵磁性納米粒子放入新制的2% (V/V)的MPTS溶液中，室溫作用I小時，磁性 分離出納米顆粒，用超純水洗滌三次，經N2氣流吹干即可。本發明的主要原理為:(I)采用對納米銀進行包覆的方式解決納米銀進入體內面臨的穩定性和毒性問題；(2)采用碘絡離子特異融合納米銀解決納米銀釋放出銀離子的問題；(3)采用生成難電離的碘化銀的方式解決納米銀融合后銀離子的釋放問題；(4)采用弓丨入Fe3O4磁性晶核解決納米銀的靶向作用性問題。設計合成的復合磁性銀納米粒子，其在生物體內發揮功能的過程:有磁性的復合納米銀粒子，在外界磁祀向作用下，可祀向富集定位于生物體內某特定部位；在交變磁場下，磁性粒子因磁損耗而發熱，可使定位部位的組織細胞溫度升高至4(T45°C。該溫度既可以直接用于實施熱療，如殺死腫瘤組織或抑制癌癥細胞；同時，該溫度又可使包覆在銀納米粒子表面的螺旋狀直鏈淀粉中的碘絡離子游離出來，進而特異性融合納米銀粒子而釋放出銀離子，與病變部位的組織細胞結合，發揮其殺菌作用。最后，銀離子與碘離子結合生成難電離碘化銀沉淀，進一步隨四氧化三鐵一起排泄出體外采用上述方案，本發明具有以下有益效果:(I)通過設計合成銀包鐵復合納米粒子，解決銀進入體內的靶向性問題；(2)通過淀粉包覆納米銀解決納米銀的毒性和穩定性問題；(3)通過直鏈淀粉絡合碘離子解決碘的引入問題，又通過磁熱作用解決碘絡離子的釋放問題；(4)通過碘絡離子對納米銀的特異性融合解決納米銀中銀離子的釋放問題；(5)通過碘化銀的生成解決體內銀離子的去除問題。同時，設計的體系可綜合利用磁性粒子的熱療效益和銀的廣譜、高效殺菌特性。
具體實施例方式以下結合具體實施例，對本發明進行詳細說明。
(I)銀包四氧化三鐵磁性納米粒子的制備A =MPTS修飾四氧化三鐵磁性納米粒子的制備:將lmL3_巰丙基三甲氧基硅烷(MPTS)溶于49mL40%的乙醇水溶液(乙醇為溶劑)制得2%的MPTS溶液，取0.5gl0_15nm的四氧化三鐵磁性納米粒子放入新制的上述溶液中，室溫作用I小時，磁性分離出納米顆粒，用超純水洗滌三次，經N2氣流吹干，備用。B:向50mL0.1M的硝酸銀溶液中逐滴滴入10%的氨水，溶液中有大量白色沉淀生成，繼續滴入氨水，直至白色沉淀剛好消失為止，得到澄清的銀氨溶液。C:取I克35%的甲醛水溶液和40mL乙醇混合，再加入上述步驟A制備的MPTS修飾四氧化三鐵磁性納米粒子，攪拌混合均勻，緩慢加入上述步驟B制備得到的銀氨溶液，攪拌下反應6小時。將反應液進行磁性分離，去除液體，將固體用乙醇、純水洗滌，得到銀包四氧化三鐵磁性納米粒子。(2)磁性銀納米粒子的包覆再將步驟C制備的銀包四氧化三鐵磁性納米粒子放入到50mL含0.5wt%可溶性淀粉的酸性水溶液中，室溫浸泡10小時后向其中加入50mL0.0lM的碘-碘化鉀溶液(取0.065克碘和0.25克碘化鉀，在攪拌下溶于50mL蒸餾水中)，室溫攪拌下作用30分鐘后進行磁性分離，純水洗滌，再將固體經N2氣流吹干，得到包覆磁性銀納米粒子，10°C以下密閉儲存。將一定量的制得的包覆納米銀加入模擬體液中，在37°C下靜置儲存，不同時間間隔下(24小時內，每2小時作為間隔；24小時后每6小時作為間隔；直至儲存7天)用電鏡觀察納米銀顆粒的形態、分散狀態、粒徑變化情況，實驗發現包覆納米銀分布均勻，無聚集現象發生，說明包覆納米銀有很好的穩定性。取一定量的包覆磁性銀納米粒子裝于平底容器中，在外加場強為1040e、溫度為37°C條件下，用專業的磁強 計(CH-3600型磁強計，中國)檢測微粒的磁響應性。包覆磁性銀納米粒子的飽和磁化強度值為2300-2500GS，表明包覆磁性銀納米粒子有好的磁響應性。通過顯微鏡直接觀察包覆磁性銀納米粒子對細胞附著形態產生的影響，以及將包覆磁性銀納米粒子與細胞直接接觸培養，以乳酸脫氫酶(LDH)釋放作為檢測指標進行銀粒子的體外細胞急性毒性試驗，實驗結果如下，結果(表I)表明包覆磁性銀納米粒子在濃度小于0.5mg/ml下，沒有急性細胞毒性，不會導致細胞的急性死亡。表I
權利要求
1.一種直鏈淀粉包覆并絡合I3-的銀包鐵復合納米粒子的制備方法，其特征在于，先合成銀包鐵納米粒子，再采用直鏈淀粉包覆納米粒子，再讓I3-絡合到直連淀粉分子螺旋結構中，最后形成復合磁性銀納米粒子。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，具體方法為:在含有0.1-0.5M銀氨絡離子和0.2-0.5M還原劑的混合溶液中加入0.2-1.0g表面修飾的10-15nm大小的磁性Fe3O4納米粒子，室溫下攪拌6-8小時，經磁性分離，乙醇洗滌、純水洗滌，合成得到銀包鐵復合納米粒子； 再加入0.5wt%可溶性直鏈淀粉的酸性水溶液，在室溫下攪拌8-12小時，制得直鏈淀粉包覆的銀包鐵復合納米粒子；最后加入0.005-0.02M的碘-碘化鉀溶液，作用30-60分鐘后，經過磁性分離，純水洗滌，N2氣流干燥，最終合成得到直鏈淀粉包覆并絡合I3-的銀包鐵復合納米粒子。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述還原劑為硼氫化鈉、檸檬酸鈉、甲醛之一 O
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的表面修飾方法為:取0.5gl0-15nm的四氧化三鐵磁性納米粒子放入新制的2% (V/V)的MPTS溶液中，室溫作用I小時，磁性分離出納米顆粒，用超純水洗滌三次，經N2氣流吹干即可。
全文摘要
本發明公開了一種直鏈淀粉包覆并絡合I3-的銀包鐵復合納米粒子的制備方法，先合成銀包鐵納米粒子，再采用直鏈淀粉包覆納米粒子，再讓I3-絡合到直連淀粉分子螺旋結構中，最后形成復合磁性銀納米粒子。通過設計合成銀包鐵復合納米粒子，解決銀進入體內的靶向性問題；通過淀粉包覆納米銀解決納米銀的毒性和穩定性問題；通過直鏈淀粉絡合碘離子解決碘的引入問題，又通過磁熱作用解決碘絡離子的釋放問題；通過碘絡離子對納米銀的特異性融合解決納米銀中銀離子的釋放問題；通過碘化銀的生成解決體內銀離子的去除問題。同時，設計的體系可綜合利用磁性粒子的熱療效益和銀的廣譜、高效殺菌特性。
文檔編號A61K41/00GK103142649SQ20131006642
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月1日 優先權日2013年3月1日
發明者趙華文, 蒲文丹 申請人:趙華文