[發明專利]一種單分散、均一單核擔載的氧化硅包裹疏水納米晶的制備方法

有效

• 申請號: 200910198408.3
• 申請日: 2009-11-06
• 公開（公告）號: CN102049052A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發明（設計）人: 陳風;步文博;施劍林
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: A61K49/08
• 分類號: A61K49/08;A61K49/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種單分散、均一單核擔載的氧化硅包裹疏水納米晶的制備方法，屬于無機材料及材料制備技術領域。

背景技術

超順磁性納米顆粒(superpara?magneticiron?oxidenanoparticles：SPIO?N)是醫學臨床廣泛使用的T₂加權核磁共振成像造影劑，在疾病診治領域中具有重要作用。近年來，科研人員發展了一種熱解有機前驅體制備超順磁性納米顆粒的方法(J.Park，K.J.An，Y.S.Hwang，J.G.Park，H.J.Noh，J.Y.Kim，J.H.Park，N.M.Hwang，T.Hyeon，Nat.Mater.2004，3，891.)，然而，使用該方法制備的納米晶表面包覆一層疏水性表面活性劑，限制了其在磁共振成像造影領域的應用。眾所周知，二氧化硅表面修飾納米顆粒技術具有諸多優勢，既可以賦予功能納米顆粒以親水特性，又賦予其進一步生物功能修飾的潛力。因此，氧化硅包裹超順磁性納米顆粒的功能復合納米核殼結構(SPION?@?SiO₂)是未來多功能癌癥診治納米系統的良好起點，如果可以有效控制SPION?@?SiO₂功能復合納米核殼結構的尺寸在應用所需的尺寸范圍(尺寸要求小于100nm)，將會在未來癌癥診治中發揮重要作用。然而目前文獻表明，高效制備尺寸小于100nm的氧化硅包裹異質納米晶復合結構仍然面臨著巨大挑戰。

目前，對疏水超順磁性納米顆粒進行表面SiO₂修飾技術最有效的合成方法是反微乳液包裹法(S.T.Selvan，T.T.Tan，J.Y.Ying，Adv.Mater.2005，17，1620.)，但是已有研究表明該方法至少存在四個重要問題難以解決：(1)二氧化硅均相形核現象難以有效抑制；(2)顆粒間團聚較嚴重；(3)獲得高產率的二氧化硅包裹單核磁性納米晶(SPION?@?SiO₂)復合結構的關鍵因素不明；(4)制備過程的可重復性差。因此，亟待尋找一種高效制備單分散、均一單核擔載的二氧化硅包裹超順磁性氧化鐵納米顆粒功能復合納米核殼結構的合成方法。

發明內容

本發明是在已有反微乳液法包裹疏水功能納米晶技術的基礎上，通過詳細研究影響包裹過程的各種工藝參數，獲得高質量SPION?@?SiO₂納米核殼結構的改進方法。該合成方法的改進之處有以下幾點：

首先，闡明了前驅體(正硅酸四乙酯：TEOS)的引入速度和超順磁性納米顆粒的濃度是影響體SiO₂均相形核的兩個重要因素；其次，提出了SPION在反微乳液體系中的單分散性是抑制多重核結構產生的關鍵因素；然后，在合理控制體系中SPION濃度基礎上，采用注射泵(型號：WZS-50F6)精確控制TEOS的引入速度，有效地避免了手動引入前驅體造成體系局部濃度過大而產生SiO₂均相形核及體系團聚問題。采用改進的合成方法，可以高效制備單分散、均一單核擔載的二氧化硅包裹超順磁性氧化鐵納米顆粒功能復合納米核殼結構，該方法具有較高的可重復性，同時也為高效制備類似的核殼結構提供了借鑒。

制備小于50nm?SPION?@?SiO₂復合納米結構的工藝如下：

8mL非離子表面活性劑Igepal?CO-520(英文全稱：Polyoxyethylene(5)nonylphenylether，CAS編號：68412-54-4，購自：Sigma-Aldrich公司)用170mL環己烷溶解，室溫攪拌5min；加入超順磁性納米顆粒，超順磁性納米顆粒濃度范圍為0.085～0.688mg/mL；然后，1.3mL氨水溶液(濃度為30％)逐滴加入體系中，伴隨磁力攪拌；用注射泵把0.5～3.7mL?TEOS以0.15～30mL/h速度引入體系中。整個體系密封并在室溫下反應2～4天。反應結束后，首先用甲醇沉淀產物，再加入適量無水乙醇，采用磁分離方法收集產物；重復該清洗4次，即可獲得SPION?@?SiO₂納米復合結構的產物。所制備的納米顆粒可在無水乙醇中良好分散。