一種Fe₃O₄納米粒子聚集體及其制備方法

一種Fe₃O₄納米粒子聚集體及其制備方法
【專利摘要】本發明屬于無機氧化物納米功能材料制備領域，特別涉及一種既具有光熱性能又具有超順磁性的Fe3O4納米聚集體的制備方法。先制備油酸、油胺修飾的Fe3O4納米粒子，再以其為構筑單元，通過調控納米粒子表面配體與溶劑間的相互作用構建尺寸可控、具有光熱性能和超順磁性的Fe3O4納米聚集體。本發明制備方法操作簡便，重復性好；納米粒子聚集體尺寸易于調節，具有優于Fe3O4納米粒子的超順磁性和光熱性能，穩定性好，易與生物分子作用，可用于腫瘤的靶向光熱治療等領域。
【專利說明】
一種Fe304納米粒子聚集體及其制備方法
技術領域
[0001]本發明屬于無機氧化物納米功能材料制備技術領域，特別涉及一種具有光熱性能和超順磁性的Fe3O4納米粒子聚集體及其制備方法。
【背景技術】
[0002]近年來，惡性腫瘤發病率越來越高，已成為僅次于腦疾病的第二大高發疾病。臨床上治療惡性腫瘤的常用方法主要是手術切除、放療和化療，但這些方法的毒副作用通常較大，在殺傷腫瘤細胞的同時，易造成腫瘤周邊正常組織、器官的損傷，破壞免疫系統，治愈率普遍較低。光熱治療法是一種新興腫瘤治療技術，它主要借助光熱轉換劑，將聚焦在腫瘤部位的光能轉換成熱能，使腫瘤部位局部加熱，進而有效殺傷腫瘤細胞。光熱治療過程簡單、高效、可控，創面小，并發癥少，恢復快，已引起了人們的廣泛關注。很多種材料被證實具有良好的光熱效應，可用于腫瘤光熱治療，如:吲哚菁綠，聚苯胺、聚吡咯等有機化合物，碳納米管、石墨稀等碳納米材料，金、銀、鈀等貴金屬納米材料，Ge、CuS、CuSe等半導體納米晶。然而，某些材料的光熱穩定性還有待提高，某些材料的體內代謝途徑和毒性還需系統研究，這些問題在一定程度上阻礙了它們在臨床中的應用。研發一種適用于臨床的、高效、低毒、無副作用的光熱轉化試劑，進而提高腫瘤治愈率，是非常重要而迫切的。
[0003]Fe3O4納米粒子的生物安全性已被大家所認可，它是唯一被美國食品和藥物監督管理局(FDA)批準應用于臨床的磁性納米材料，具有生物相容性好、磁場響應能力強、體內代謝途徑清晰等優點，在生物分離、免疫檢測、藥物靶向輸運、核磁共振成像等領域有著廣泛的應用。最近研究者發現Fe3O4納米粒子除了具有優異的超順磁性外，還表現出一定的光熱效應，在近紅外光照射下能夠靶向殺傷腫瘤細胞。但Fe3O4納米粒子在近紅外區附近的吸收一般都比較弱，要想獲得理想的光熱治療效果，需使用大功率激光器或大注射劑量，使得相關副作用及風險性隨之增加，難以滿足臨床應用需求。

【發明內容】

[0004]針對現有超順磁性Fe3O4納米光熱轉換劑的不足，本發明的目的在于設計并提供一種新型結構的Fe3Ck納米光熱轉換劑--Fe3(k納米粒子聚集體的制備方法。該方法可操作性強，重復性好，所得到的產物尺寸可調，光熱性能良好，超順磁性強。
[0005]本發明的具有光熱性能和超順磁性的Fe3O4納米粒子聚集體的制備方法是:1、利用高溫熱分解方法制備油酸、油胺修飾的Fe3Ck納米粒子;2、吸磁洗滌三遍，分散到15 mL氯仿中，得到20 mg/mL的Fe304納米粒子的氯仿溶液；3、將65 mM I mL燒經溴化錢加入到I mLFe3O4納米粒子氯仿溶液中，利用疏溶劑相互作用制備尺寸可調的Fe3O4納米粒子聚集體；
4、5000轉離心15分鐘，加入乙醇，吸磁洗滌三遍，分散到5 mL水中，獲得Fe3O4納米粒子聚集體水溶液。
[0006]所述的高溫熱分解法制備油酸、油胺修飾的Fe3O4納米粒子的方法是，將油酸、油胺、乙酰丙酮鐵、I，2-十六烷二醇、二芐醚按照2:2:2:10:105的摩爾比混合，氮氣氛圍下加熱至200 °C，反應I小時，再升溫至300 °C，反應I小時，冷卻至室溫。
[0007]所述的烷烴溴化銨可選用十烷基三甲基溴化銨或十二烷基三甲基溴化銨或十四烷基三甲基溴化銨或十六烷基三甲基溴化銨等。
[0008]所述的利用疏溶劑相互作用制備尺寸可調的Fe3O4納米粒子聚集體的方法是，將烷烴溴化銨的Fe3O4納米粒子氯仿溶液置于40°C水浴中，通入氮氣5分鐘，加入2 mM 5 mL高分子乙二醇溶液，氮氣保護下加熱至80°C，攪拌6小時，冷卻至室溫。這里的高分子可以選擇聚乙烯吡咯烷酮或聚乙烯亞胺或聚丙烯酸或聚苯乙烯磺酸鈉等。
[0009]所述的尺寸可調是，通過改變烷烴溴化銨的碳鏈長度，來實現Fe3O4納米粒子聚集體尺寸的調控，烷烴溴化銨由十烷基三甲基溴化銨變至十六烷基三甲基溴化銨時，納米粒子聚集體尺寸由450 nm減小至181 nm。
[0010]本發明方法具有以下優點:
1、制備方法操作簡便，重復性好，通過改變烷烴溴化銨的碳鏈長度即可實現Fe3O4納米粒子聚集體尺寸的有效調節。
[0011 ] 2、制備的Fe3O4納米粒子聚集體表面用高分子包覆，不僅提高了納米粒子聚集體的穩定性，同時也具有大量的表面功能基團，可與多種生物物質靜電吸附或化學偶聯，有利于生物醫學應用。
[0012]3、制備的Fe3(k納米粒子聚集體具有優于Fe3(k納米粒子的光熱性能，這是因為Fe3O4的近紅外吸收主要源自于價間電荷轉移，將Fe3O4納米粒子組裝成聚集體，其界面間鐵離子相互作用增強，近紅外吸收增加，同時，納米粒子聚集體結構引發的布里淵區折疊效應也可使某些被選擇定則禁阻的子帶躍迀得以解禁，增強Fe3O4的近紅外吸收，提升其光熱性會K。
[0013]4、制備的Fe3O4納米粒子聚集體磁含量高，超順磁性強。
【附圖說明】
[0014]圖1為利用十二烷基三甲基溴化銨制備的Fe3O4納米粒子聚集體的透射電鏡照片。
[0015]
【具體實施方式】
[0016]為更好的理解本發明，下面通過實例來對本發明的技術方案做進一步的描述，但本發明的保護范圍并不僅限于此。
[0017]實例1:
將2 mmol油酸、2 mmol油胺、2 mmol乙酰丙酮鐵、10 mmol 1, 2-十六燒二醇加入到20mL 二芐醚中，在氮氣保護下，攪拌均勻，加熱至200°C，反應I小時，再升溫至300°C，反應I小時，冷卻至室溫，吸磁洗滌三遍，分散到15 mL氯仿中，溶液濃度約為20 mg/mL。取I HiLFe3O4納米粒子溶液，加入65 mM I mL十烷基三甲基溴化銨水溶液，40°C水浴條件下通入氮氣5分鐘，加入2 mM 5 mL聚乙烯吡咯烷酮乙二醇溶液，氮氣保護下加熱至80°C，攪拌6小時，冷卻至室溫，5000轉離心15分鐘，加乙醇分散，吸磁洗滌三遍，最后分散到5 mL水中，即得到尺寸約為450 nm的Fe304納米粒子聚集體溶液。
[0018]實例2: 將實施例1中的十烷基三甲基溴化銨換成十二烷基三甲基溴化銨，其余反應過程和反應條件不變，可獲得尺寸約為388 nm的Fe3O4納米粒子聚集體溶液。
[0019]實例3:
將實施例1中的十烷基三甲基溴化銨換成十四烷基三甲基溴化銨，其余反應過程和反應條件不變，可獲得尺寸約為329 nm的Fe3O4納米粒子聚集體溶液。
[0020]實例4:
將實施例1中的十烷基三甲基溴化銨換成十六烷基三甲基溴化銨，其余反應過程和反應條件不變，可獲得尺寸約為181 nm的Fe3O4納米粒子聚集體溶液。
[0021]實例5:
將實施例1中的聚乙烯吡咯烷酮換成聚乙烯亞胺，其余反應過程和反應條件不變。
[0022]實例6:
將實施例1中的聚乙烯吡咯烷酮換成聚丙烯酸，其余反應過程和反應條件不變。
[0023]實例7:
將實施例1中的聚乙烯吡咯烷酮換成聚苯乙烯磺酸鈉，其余反應過程和反應條件不變。
【主權項】
1.一種Fe304納米粒子聚集體的制備方法，其特征在于: (1)、利用高溫熱分解方法制備油酸、油胺修飾的Fe3O4納米粒子: 將油酸、油胺、乙酰丙酮鐵、I，2-十六烷二醇、二芐醚按照2:2:2:10:105的摩爾比混合，氮氣氛圍下加熱至200°C，反應I小時，再升溫至300°C，反應I小時，冷卻至室溫； (2)、吸磁洗滌三遍，分散到15mL氯仿中，得到20 mg/mL的Fe304納米粒子的氯仿溶液； (3)、利用疏溶劑相互作用制備尺寸可調的Fe3O4納米粒子聚集體: 將65 mM I mL燒經溴化錢加入到I mL Fe3(k納米粒子氯仿溶液中，40°C水浴條件下通入氮氣5分鐘，加入2 mM 5 mL高分子的乙二醇溶液，氮氣保護下加熱至80°C，攪拌6小時，冷卻至室溫； (4)、5000轉離心15分鐘，加入乙醇，吸磁洗滌三遍，分散到5mL水中，獲得Fe3O4納米粒子聚集體水溶液。2.按照權利要求1的Fe3O4納米粒子聚集體的制備方法，其特征在于:所述的烷烴溴化銨選用十烷基三甲基溴化銨或十二烷基三甲基溴化銨或十四烷基三甲基溴化銨或十六烷基三甲基溴化銨。3.按照權利要求1的Fe3O4納米粒子聚集體的制備方法，其特征在于:所述的高分子選用聚乙烯吡咯烷酮或聚乙烯亞胺或聚丙烯酸或聚苯乙烯磺酸鈉。4.按照權利要求1所述的方法制備的Fe3O4納米粒子聚集體。
【文檔編號】B82Y40/00GK105903013SQ201610262637
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月26日
【發明人】洪霞, 劉益春, 于渤, 叢鐵
【申請人】東北師范大學