[發明專利]一種水溶性四氧化三鐵納米粒子及其制備方法和應用

無效

• 申請號: 201110205131.X
• 申請日: 2011-07-21
• 公開（公告）號: CN102887546A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發明（設計）人: 葛廣路;湯艷
• 申請（專利權）人: 國家納米科學中心
• 主分類號: C01G49/08
• 分類號: C01G49/08;A61K49/06;A61K49/18;A61K47/04
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 陳小蓮;周建秋

技術領域

本發明涉及一種水溶性四氧化三鐵納米粒子及其制備方法和應用。

背景技術

磁性四氧化三鐵納米粒子是一種重要的納米材料，目前其已在不少領域得到應用，如磁分離、核磁共振成像、靶向載藥、磁運輸、磁記錄材料等，這些應用的前提條件是獲得粒徑均一、分散性好、磁響應好、表面化學性質可控的納米粒子。在生物醫藥應用方面通常還要求四氧化三鐵納米粒子具有良好的水溶性。

當前制備四氧化三鐵納米粒子的方法主要有共沉淀法和高溫熱分解法。其中，共沉淀法是通過在堿性條件下將鐵鹽水解，該法可直接獲得水溶性的四氧化三鐵納米粒子，但其晶型較差，粒徑分散性、均一性較差，易團聚。而高溫熱分解法一般是指在溫度高于250℃下，且在油酸、油胺等表面活性劑存在的條件下，分解鐵的有機前驅體，如五羰基合鐵、乙酰丙酮鐵、油酸鐵等，該法所制備的四氧化三鐵納米粒子晶型較好，分散性好，粒徑均一，但其為非水溶性納米粒子，因此，將其進行相轉移至水相較為困難，需要繁瑣的表面配體置換環節，從而限制了它在生物醫藥等領域的應用。

發明內容

本發明的目的是為了克服采用現有技術生產的四氧化三鐵納米粒子不能兼具很好的均一性、分散性、磁響應性，以及水溶性的缺陷，提供一種能夠兼具很好的均一性、分散性、磁響應性，以及水溶性的四氧化三鐵納米粒子的制備方法以及由該制備方法得到的四氧化三鐵納米粒子和應用。

本發明提供了一種水溶性四氧化三鐵納米粒子的制備方法，其中，該方法包括以下步驟：

(1)在苯甲醇的存在下，將鐵的有機前驅體進行熱分解，并進行固液分離，得到四氧化三鐵納米粒子；

(2)用低碳鏈的醇洗滌步驟(1)得到的四氧化三鐵納米粒子，以除去其中的苯甲醇；

(3)將水溶性配體溶液與經過步驟(2)洗滌的四氧化三鐵納米粒子混合，得到水溶性四氧化三鐵納米粒子。

本發明還提供了由上述方法制備得到的水溶性四氧化三鐵納米粒子，其中，所述水溶性四氧化三鐵納米粒子的顆粒直徑為7-12納米。

此外，本發明還提供了上述水溶性四氧化三鐵納米粒子在核磁共振成像和靶向給藥中的應用。

采用本發明提供的方法制備四氧化三鐵納米粒子，通過將鐵的有機前驅體進行熱分解，能夠獲得粒徑均一、分散性好的四氧化三鐵納米粒子；且通過對所得的四氧化三鐵納米粒子進行水溶性配體的修飾，可得到水溶性的四氧化三鐵納米粒子。通過Zeta電勢結果表明，采用本發明的方法制備得到的四氧化三鐵納米粒子具有較高的穩定性，這將有利于水溶性四氧化三鐵納米粒子在生物醫藥領域具有較廣闊的應用前景，如核磁共振成像、靶向給藥等。此外，本發明的方法簡便、易于操作、條件溫和，且可實現批量生產。

附圖說明

圖1為實施例1制得的水溶性四氧化三鐵納米粒子的透射電子顯微鏡照片；

圖2為實施例1制得的水溶性四氧化三鐵納米粒子的Zeta電勢分布圖；

圖3為實施例1制得的水溶性四氧化三鐵納米粒子的粒度分布圖；

圖4為實施例1制備的水溶性四氧化三鐵納米粒子的磁滯回線圖。

具體實施方式

根據本發明提供的水溶性四氧化三鐵納米粒子的制備方法，其中，該方法包括以下步驟：

(1)在苯甲醇的存在下，將鐵的有機前驅體進行熱分解，并進行固液分離，得到四氧化三鐵納米粒子；

(2)用低碳鏈的醇洗滌步驟(1)得到的四氧化三鐵納米粒子，以除去其中的苯甲醇；

(3)將水溶性配體溶液與經過步驟(2)洗滌的四氧化三鐵納米粒子混合，得到水溶性四氧化三鐵納米粒子。

根據本發明，步驟(1)中，所述苯甲醇主是作為反應介質加入到反應體系中的，且所述苯甲醇易于通過洗滌而除去，不會包裹在四氧化三鐵納米粒子的表面。本發明對所述鐵的有機前驅體的質量與苯甲醇的體積之比沒有特別地限制，優選情況下，以1mg鐵的有機前驅體的質量計，所述苯甲醇的體積為10-40mL，進一步優選為25-40mL。

根據本發明，步驟(1)中，所述鐵的有機前軀體可以為現有的各種能分解生成四氧化三鐵納米粒子的鐵的有機前軀體，例如，可以選自乙酰丙酮鐵、五羰基合鐵和油酸鐵中的一種或多種。

根據本發明，步驟(1)中，所述熱分解的條件沒有特別地限制，只要能使鐵的有機前軀體分解生成四氧化三鐵納米粒子即可，例如，所述熱分解的條件通常包括熱分解溫度和熱分解時間，優選地，所述熱分解溫度為150-200℃，熱分解時間為1-4小時。