一種巰基修飾四氧化三鐵/二氧化硅磁性納米顆粒的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于醫(yī)學(xué)材料領(lǐng)域，尤其涉及一種巰基修飾四氧化三鐵/ 二氧化硅磁性納米顆粒的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]磁性納米顆粒由于其特殊的磁性能在生物醫(yī)用領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景，可概括為體外應(yīng)用和體內(nèi)應(yīng)用兩類(lèi)。在體外應(yīng)用方面，主要可用于標(biāo)記和分離細(xì)胞、蛋白質(zhì)、DNA、細(xì)菌和病毒等；而在體內(nèi)應(yīng)用方面，可用于磁共振對(duì)比成像的顯影劑、藥物載體及過(guò)熱治療腫瘤等。以鐵的氧化物為代表的磁性納米顆粒必將在不遠(yuǎn)的將來(lái)為人類(lèi)的健康做出巨大的貢獻(xiàn)。為了使磁性納米顆粒能夠盡快的更好的服務(wù)于人類(lèi)的健康，對(duì)納米顆粒的制備、修飾、功能化的基礎(chǔ)研究是必需的也是目前研究熱點(diǎn)之一。
[0003]磁性納米材料的制備方法可分為物理法、生物法和化學(xué)法。其中物理法主要為機(jī)械球磨法，所制得的粒子尺寸分布較寬，所需時(shí)間長(zhǎng)，能耗大，易引入雜質(zhì)，不適于制備生物醫(yī)用的磁性納米材料。生物法制備的磁性納米粒子生物相容性好，但大規(guī)模培養(yǎng)困難，粒子提取過(guò)程也較為繁瑣，所得粒子的粒徑可控范圍受限制。因此目前納米磁性材料的制備主要依賴于化學(xué)制備方法，其中共沉淀法操作簡(jiǎn)單，產(chǎn)量大，但很難獲得粒度分布均一的顆粒，如中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利(申請(qǐng)公布號(hào):CN 103990423 A)。微乳液法制備過(guò)程中需要加入大量的油性溶劑及表面活性劑，不易清洗。高溫?zé)岱纸夥ǐ@得顆粒均一性好、粒徑大小易于控制，但需要精確控制溫度、大量使用表面活性劑，顆粒表面易吸附大量有機(jī)試劑難以清洗等主要缺點(diǎn)，如中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利(申請(qǐng)公布號(hào)=CN 102085381 A)。
[0004]納米顆粒由于體積小，因此具有很高的比表面積，表面活性高，易于在細(xì)胞及組織中累積，與生物成分作用產(chǎn)生毒性。納米磁性顆粒的生物毒性與其化學(xué)組分、顆粒大小、形狀、表面修飾物質(zhì)、結(jié)構(gòu)、聚集等因素相關(guān)。通過(guò)顆粒的表面修飾能夠降低納米顆粒的表面能，減少團(tuán)聚，調(diào)節(jié)磁性納米顆粒的生物相容性和反應(yīng)特性。
[0005]S12具有良好的生物相容性及抗分解、抗氧化能力。Fe3O4納米顆粒表面包覆S1Jl后，能很好地抑制顆粒之間的相互吸引力，提高Fe 304納米顆粒的水溶性、穩(wěn)定性及生物相容性，且S12表面存在著豐富的羧基團(tuán)，使Si02/Fe304磁性復(fù)合顆粒更容易改性或接上功能高分子材料，有利于其在生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用。在對(duì)二氧化硅包覆的四氧化三鐵核殼結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行巰基修飾的方法操作上，中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利(申請(qǐng)公布號(hào):CN 103599751A)采用的是硅烷偶聯(lián)劑對(duì)載體的表面進(jìn)行功能化修飾，中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利(申請(qǐng)公布號(hào):CN104174039 A)采用的是共價(jià)作用引入近紅外功能團(tuán)和聚乙二醇巰基功能團(tuán)。兩者的在改性過(guò)程中反應(yīng)溫度均在60°C以上，前者在反應(yīng)過(guò)程中還需不斷通入氮?dú)猓軇┘状荚诩訜岷髽O易揮發(fā)對(duì)人體具有毒害作用；后者在巰基修飾過(guò)程還需對(duì)納米顆粒表面進(jìn)行氨基改性，流程步驟過(guò)于繁瑣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種巰基修飾四氧化三鐵/二氧化硅磁性納米顆粒的制備方法。
[0007]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為:
[0008]—種巰基修飾四氧化三鐵/ 二氧化娃磁性納米顆粒的制備方法，包括以下步驟:
[0009](I)以三價(jià)鐵鹽為原料通過(guò)溶劑熱法制備磁性四氧化三鐵顆粒；
[0010](2)以正硅酸乙酯為硅源，通過(guò)溶膠凝膠法將生成的二氧化硅包覆在所述磁性四氧化三鐵顆粒的表面，形成四氧化三鐵/ 二氧化硅磁性納米顆粒；
[0011](3)將所述四氧化三鐵/ 二氧化硅磁性納米顆粒置于甲苯溶液中，分散均勻得到溶液A ;將二巰基丁二酸加入到二甲基亞砜溶液中，分散均勻得到溶液B ;再將所述溶液A和所述溶液B混合攪拌反應(yīng)一段時(shí)間后固液分離，將得到的固體物清洗、干燥，即得到所述巰基修飾四氧化三鐵/二氧化娃磁性納米顆粒。
[0012]上述的制備方法，優(yōu)選的，所述步驟(3)中，四氧化三鐵/ 二氧化娃磁性納米顆粒與二巰基丁二酸的質(zhì)量比為1:1?1:5。
[0013]上述的制備方法，優(yōu)選的，所述步驟(3)中，四氧化三鐵/ 二氧化娃磁性納米顆粒與甲苯溶液的固液比為5:1?10:1，固液比單位對(duì)應(yīng)關(guān)系為g/L ;甲苯溶液與二甲基亞砜溶液的體積比為1:2?2:1。
[0014]上述的制備方法，優(yōu)選的，所述步驟(3)中，反應(yīng)的時(shí)間為12?24h。
[0015]上述的制備方法，優(yōu)選的，所述步驟(I)中，磁性四氧化三鐵顆粒的具體制備過(guò)程為:將三價(jià)鐵鹽分散于乙二醇溶液中，加入分散劑，分散均勻后，加入無(wú)水乙酸鈉，繼續(xù)分散得到分散均勻的混合液，將混合液轉(zhuǎn)移到高壓反應(yīng)釜中，控制反應(yīng)溫度為200°C反應(yīng)一段時(shí)間，得到粒徑分布窄、分散性能好的磁性四氧化三鐵顆粒。
[0016]上述的制備方法，優(yōu)選的，所述的分散劑選為聚乙二醇2000，所述磁性四氧化三鐵顆粒平均粒徑為150nm?300nm，表面官能團(tuán)主要為-0H。
[0017]上述的制備方法，優(yōu)選的，所述步驟(2)中，四氧化三鐵/ 二氧化娃磁性納米顆粒的具體制備過(guò)程為:將磁性四氧化三鐵顆粒加入乙醇中，分散均勻；然后加入氨水與水，繼續(xù)分散一段時(shí)間；再加入正硅酸乙酯，輕微攪拌6?12h，最后磁選分離，得到的固體物用醇、水交替清洗數(shù)次、干燥，即得到四氧化三鐵表面包覆有二氧化硅層的核殼結(jié)構(gòu)磁性納米顆粒。
[0018]上述的制備方法，優(yōu)選的，所述磁性四氧化三鐵與溶劑的液固比為1:2?1:1，所述溶劑是指乙醇、氨水和水；磁性四氧化三鐵與正硅酸乙酯的固液比為62.5:1?165:1，其中固液比單位對(duì)應(yīng)關(guān)系為g/L。
[0019]上述的制備方法，優(yōu)選的，所述乙醇、氨水、水體積比為75:23.5:1.5。
[0020]上述的制備方法，優(yōu)選的，所述二氧化硅層平均厚度為20?90nm。
[0021]本發(fā)明是基于S12能夠降低納米顆粒的表面能、減少團(tuán)聚、且S12表面存在著豐富的羧基團(tuán)，使帶有兩個(gè)巰基的二巰基丁二酸能夠更容易地在S12包覆Fe 304磁性復(fù)合顆粒的表面進(jìn)行功能化改性，從而更大程度的改善四氧化三鐵/ 二氧化硅磁性納米顆粒的分散性、穩(wěn)定性及生物相容性等，使其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到更廣泛的應(yīng)用。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0023]I)本發(fā)明的制備方法過(guò)程中反應(yīng)條件溫和，制備過(guò)程試劑無(wú)毒，操作工藝簡(jiǎn)單，制備獲得的磁性納米顆粒分散性能好，具有良好的穩(wěn)定性及生物相容性，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。
[0024]2)本發(fā)明制備方法過(guò)程中采用二巰基丁二酸(DMSA)進(jìn)行改性，DMSA本身就是一種重金屬解藥，生物相容性極好，其分子式為HOOC (CHSH) 2C00H，DMSA通過(guò)COO官能團(tuán)與四氧化二鐵/ 一■氧化娃磁性納米顆粒表面結(jié)合，而且每分子量的DMSA就有兩分子量的疏基暴露在表面，豐富的巰基官能團(tuán)對(duì)顆粒的分散性能及生物相容性能具有極大的改善作用，并且能夠?yàn)榈鞍捉Y(jié)合等潛在的應(yīng)用提供豐富的結(jié)合位點(diǎn)，提高其潛在應(yīng)用價(jià)值。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1中的四氧化三鐵/ 二氧化硅磁性納米顆粒的透射電鏡檢測(cè)圖像。
[0026]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1中的四氧化三鐵/ 二氧化硅磁性納米顆粒的二氧化硅包覆層厚度相對(duì)分布圖。
[0027]圖3為本發(fā)明實(shí)施例2中的四氧化三鐵/ 二氧化硅磁性納米顆粒的透射電鏡檢測(cè)圖像。
[0028]圖4為本發(fā)明實(shí)