[發明專利]一種納米復合物二氧化硅－金屬核殼粒子及其制備

無效

• 申請號: 200710040691.8
• 申請日: 2007-05-16
• 公開（公告）號: CN101049631A
• 公開（公告）日: 2007-10-10
• 發明（設計）人: 羅淑芳;劉順英;梁重時;余家會
• 申請（專利權）人: 華東師范大學
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;C22C1/04
• 代理公司: 上海德昭知識產權代理有限公司
• 代理人: 程宗德

???????????????????????????技術領域

本發明涉及一種納米復合物二氧化硅-金屬核殼粒子，尤其是以二氧化硅納米粒子為核，表面包裹至少一種金屬殼的納米核殼粒子，并提供該納米復合物二氧化硅-金屬核殼粒子的制備方法，屬材料科學的生物醫藥技術領域。

???????????????????????????背景技術

眾所周知，固體金屬納米粒子具有特殊的光學性質，即等離子共振吸收。這種等離子共振吸收是源于金屬中的電子與瞬時電磁場之間的耦合產生，這種等離子共振吸收波長可以通過控制納米粒子的粒徑，從而改變由瞬時電磁輻射導致的紫外吸收和散射的波長范圍。但是這些純的金屬粒子無論怎樣改變粒徑，最大紫外吸收或散射只能在520nm以下，并且變化程度不明顯。如果在非導電介質的納米粒子上包裹金屬層，則可使得其在更大范圍內改變紫外吸收或散射，甚至到700至2000nm。這對生物學中癌癥的光熱療法具有重要意義：800nm以下的光源很難穿透肌肉或者皮膚組織，容易灼傷組織；而800nm以上的光源不被人體組織吸收，可以穿透組織被納米核殼粒子吸收、放熱，從而使其在癌癥的光熱療法中具有重要意義。近年來，納米復合顆粒的制備已經成為生物醫藥技術中十分活躍的研究領域。通過控制核-殼結構的組成、形狀和尺寸，人們能夠定制所需要的納米復合顆粒，從而滿足特定領域的應用需要。

錢衛平(金納米殼球體的制備及其潛在的生物學應用，談用、丁少華、王毅、錢衛平，化學學報，2005，63(10)，929-933)等曾經報道了共振吸收峰位置分別約在720nm和760nm的金納米殼球體，并研究了其在全血中的光學性質。本發明制備出了在近紅外區(＞800nm)具有最大散射峰和紫外吸收的納米核殼粒子，并且可以通過控制核的大小和殼的厚度來控制核殼粒子的光學性質，并進一步探索了其在癌癥的光熱療法中的潛在應用價值。

???????????????????????????發明內容

本發明的目的在于提供一種生物相容性好、水溶性好，具有特定光學性質的納米復合物二氧化硅-金屬核殼粒子。

本發明的又一目的在于提供一種納米復合物二氧化硅-金屬核殼粒子的制備方法。

本發明所述的一種納米復合物二氧化硅-金屬核殼粒子為一種以二氧化硅納米粒子為核，表面包裹至少一種金屬殼的納米核殼粒子。

本發明所述的一種納米復合物二氧化硅-金屬核殼粒子中核的材料是二氧化硅，形狀為球形。

本發明所述的一種納米復合物二氧化硅-金屬核殼粒子中表面包裹的金屬殼為金屬層，金屬包括金、銀、錫或者它們的合金，包裹的金屬層包括單層和多層，進一步包括多種金屬摻雜的單層或多層，金屬層厚度約為5nm至30nm。

本發明所述的一種納米復合物二氧化硅-金屬核殼粒子中最大消光值在300nm至2000nm的波長范圍內，最大紫外吸收在300nm至2000nm的波長范圍內。

為得到一種納米復合物二氧化硅-金屬核殼粒子，本發明采用一種分子交聯劑把二氧化硅和金屬層進行交聯，先通過物理吸附在二氧化硅納米粒子表面吸附20～30％的納米金屬顆粒，再用化學還原相應金屬鹽溶液將剩余部分二氧化硅包裹，從而得到具有特殊光學性質的納米核殼粒子。金屬相應的鹽一般指金屬的高氯酸鹽、鹽酸鹽和硝酸鹽。

各步合成如下：

(1)核殼粒子中以二氧化硅為基質的核的合成

第一步：以極性溶劑用氨水為催化劑還原正硅酸乙酯(TEOS)，通過調節TEOS的用量、氨的用量、醇/水的比例、攪拌速度等得到不同粒徑的單分散的二氧化硅粒子。該發明中醇為乙醇時效果最好。

水為二次去離子水，以下描述中除非特別提及，一般水都為二次去離子水。所有玻璃儀器在使用前都經王水浸泡過夜，用二次去離子水浸泡兩小時后，再用二次去離子水沖洗三次，無灰塵條件下烘干備用。

第二步：該二氧化硅粒子在醇中與帶氨基的硅烷試劑反應2～3小時，用醇溶液稀釋50～100倍后再加熱1～2小時，使得交聯劑與二氧化硅粒子表面的鍵合更加牢固，形成一種表面氨化的二氧化硅粒子。以2000～4000rpm的轉速離心分離，棄去上層清液，沉淀物用超聲再分散，反復4～5次除去未反應的硅烷試劑。該粒子表面一般帶有正電荷，即使在離心分離時不加任何表面分散劑，仍可經過超聲再分散成單分散的粒子，不會因為團聚而無法再分散。

(2)以二氧化硅為核的種金粒子的制備