專利名稱：一種水溶性納米粒子的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種納米粒子的制備方法，特別是涉及一種水溶性納米粒子的制備方法，屬于納米材料的制備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在過去的十年里，膠體納米晶的應(yīng)用開始越來越廣泛，例如應(yīng)用于光電器件，光伏太陽能電池，催化以及生物技術(shù)，這些應(yīng)用都與它們本身的性質(zhì)有關(guān)。納米晶的性質(zhì)與它們自身的大小、形狀有關(guān)，并且其性質(zhì)也會隨著大小、形狀的改變而改變。它們自身固有的高比表面積，使得納米晶的表面存在著大量的未飽和原子。為了將納米晶穩(wěn)定并且功能化，通常在納米晶的表面吸附有機(jī)表面活性劑以使其懸空鍵得以鈍化。有機(jī)表面活性劑起著穩(wěn)定納米晶分散體系的作用，同時決定了納米粒子的一些物化性質(zhì)，如水合粒徑，毒性，表面電荷，分子間以及分子內(nèi)的相互作用等。納米晶和有機(jī)表面活性劑的接觸界面在納米晶的結(jié)構(gòu)和光電性質(zhì)等方面發(fā)揮了巨大的作用，因此，構(gòu)建設(shè)計(jì)納米晶的表面性質(zhì)對它在各方面的應(yīng)用非常重要。目前，在有機(jī)溶劑中合成的高性能的納米晶主要是采用帶有長碳鏈的配體作為穩(wěn)定劑，通過位阻效應(yīng)來得到穩(wěn)定的納米晶，如帶有烷基長鏈的羧酸類，胺類，磷氧類物質(zhì)等。然而，這些龐大的包裹分子在納米晶的表面形成了巨大的屏障，阻礙了其它分子和納米晶表面的接觸，這就限制了納米晶在光電和催化方面的應(yīng)用。此外，生物學(xué)領(lǐng)域使用的納米晶則要求其具有水溶性和生物相容性。為了解決這些特殊領(lǐng)域的應(yīng)用，使得納米晶在不同環(huán)境中將其優(yōu)點(diǎn)發(fā)揮到最大化，則需要將納米晶從油溶性的環(huán)境轉(zhuǎn)換到水性環(huán)境。這就使得相轉(zhuǎn)換在納米材料的功能化和應(yīng)用中顯得尤其重要。典型的納米晶的相轉(zhuǎn)換方法是將原有的油溶性的表面配體，采用特定的設(shè)計(jì)好的分子，通過配體交換法，表面包硅或是包裹雙親性聚合物的方法來達(dá)到此目的。雖然采用基于配體交換的相轉(zhuǎn)移方法在不同的納米晶體系中都有研究，但尋找一種通用的有效的相轉(zhuǎn)移的方法仍值得探索和研究。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種水溶性納米粒子的制備方法。一種水溶性納米粒子的制備方法，其特征在于，包括如下步驟
a.合成化合物IA-dPEG:以重量份數(shù)計(jì)，將440份的亞胺基二乙酸(IA)在5°C懸浮于水中，然后緩慢同時滴加110份的氯甲酸芐酯(Cbz)和10000份濃度為2 M氫氧化鈉水溶液；上述混合物室溫?cái)嚢鐸小時，在反應(yīng)液中加入乙醚分層除去過量的氯甲酸芐酯，收集水相；用IM的鹽酸調(diào)節(jié)水相使其pH為2，乙酸乙酯加入萃取反應(yīng)液，分出乙酸乙酯層，硫酸鈉干燥，過濾，真空濃縮后得到化合物I，是油狀物；將200份的化合物1，860份分子量為550的單甲醚封端的聚乙二醇(mPEG)和300份的1-乙基_(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽EDC. HCl溶解在5000份的無水二氯甲烷中，將16份的三乙胺滴入該反應(yīng)液中，室溫?cái)嚢?8小時；過濾反應(yīng)液，除掉固體；將濾液減壓濃縮得到油狀物，將油狀物和碳酸氫鈉水液攪拌混合，再用乙酸乙酯萃??；萃取液用無水硫酸鈉干燥，過濾后減壓濃縮；粗品通過硅膠柱純化，流動相為二氯甲烷:甲醇=5:1，得到純品雙酯2，為淺黃色的油狀物；將20份化合物2和5%鈀碳懸浮于3000份甲醇中，在室溫下通入氫氣攪拌5小時；濾除鈀碳，甲醇洗滌數(shù)次；濾液減壓濃縮得到10份的化合物IA-dPEG ；
b.步驟a合成的10份的化合物IA-dPEG，使用氫氧化鈉來調(diào)節(jié)pH值到10，然后滴入I份的二硫化碳，反應(yīng)約5分鐘，即可以得到相應(yīng)的配體IA-dPEG-DTC ；
c.將從步驟b中得到的1-10份的IA-dPEG-DTC，加入到50-3000份的油溶性納米粒子的溶液中，攪拌20分鐘后加水，即可以得到納米粒子的水溶液；在該水溶液中加入丙酮，離心純化后，可以得到IA-dPEG-DTC修飾的水溶性納米粒子。所述的油溶性納米粒子為量子點(diǎn)、納米貴金屬、納米氧化物、納米硫化物中的一種。所述納米貴金屬為包裹納米金、納米銀、納米鉬中的一種。所述納米氧化物為納米氧化錳、納米氧化鐵、納米二氧化鈦、納米氧化鋅、納米氧化鋁、納米氧化鋯中的一種。所述納米硫化物為納米硫化銅，納米硫化鉍中的一種。a.反應(yīng)過程如下示:
權(quán)利要求
1.一種水溶性納米粒子的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: a.合成化合物IA-dPEG:以重量份數(shù)計(jì)，將440份的亞胺基二乙酸(IA)在5°C懸浮于水中，然后緩慢同時滴加110份的氯甲酸芐酯(Cbz)和10000份濃度為2 M氫氧化鈉水溶液；上述混合物室溫?cái)嚢鐸小時，在反應(yīng)液中加入乙醚分層除去過量的氯甲酸芐酯，收集水相；用IM的鹽酸調(diào)節(jié)水相使其pH為2，乙酸乙酯加入萃取反應(yīng)液，分出乙酸乙酯層，硫酸鈉干燥，過濾，真空濃縮后得到化合物I，是油狀物；將200份的化合物1，860份分子量為550的單甲醚封端的聚乙二醇(mPEG)和300份的1-乙基_(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽EDC.HCl溶解在5000份的無水二氯甲烷中，將16份的三乙胺滴入該反應(yīng)液中，室溫?cái)嚢?8小時；過濾反應(yīng)液，除掉固體；將濾液減壓濃縮得到油狀物，將油狀物和碳酸氫鈉水液攪拌混合，再用乙酸乙酯萃??；萃取液用無水硫酸鈉干燥，過濾后減壓濃縮；粗品通過硅膠柱純化，流動相為二氯甲烷:甲醇=5:1，得到純品雙酯2，為淺黃色的油狀物；將20份化合物2和5%鈀碳懸浮于3000份甲醇中，在室溫下通入氫氣攪拌5小時；濾除鈀碳，甲醇洗滌數(shù)次；濾液減壓濃縮得到10份的化合物IA-dPEG ； b.步驟a合成的10份的化合物IA-dPEG，使用氫氧化鈉來調(diào)節(jié)pH值到10，然后滴入I份的二硫化碳，反應(yīng)約5分鐘，即可以得到相應(yīng)的配體IA-dPEG-DTC ； c.將從步驟b中得到的1-10份的IA-dPEG-DTC，加入到50-3000份的油溶性納米粒子的溶液中，攪拌20分鐘后加水，即可以得到納米粒子的水溶液；在該水溶液中加入丙酮，離心純化后，可以得到IA-dPEG-DTC修飾的水溶性納米粒子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種水溶性納米粒子的制備方法，其特征在于，所述的油溶性納米粒子為量子點(diǎn)、納米貴金屬、納米氧化物、納米硫化物中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種水溶性納米粒子的制備方法，其特征在于，所述納米貴金屬為包裹納米金、納米銀、納米鉬中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種水溶性納米粒子的制備方法，其特征在于，所述納米氧化物為納米氧化錳、納米氧化鐵、納米二氧化鈦、納米氧化鋅、納米氧化鋁、納米氧化鋯中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種水溶性納米粒子的制備方法，其特征在于，所述納米硫化物為納米硫化銅，納米硫化鉍中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種水溶性納米粒子的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: a.合成化合物IA-dPEG:以重量份數(shù)計(jì)，將440份的亞胺基二乙酸(IA)在5°C懸浮于水中，然后緩慢同時滴加110份的氯甲酸芐酯(Cbz)和10000份濃度為2M氫氧化鈉水溶液；上述混合物室溫?cái)嚢鐸小時，在反應(yīng)液中加入乙醚分層除去過量的氯甲酸芐酯，收集水相；用IM的鹽酸調(diào)節(jié)水相使其pH為2，乙酸乙酯加入萃取反應(yīng)液，分出乙酸乙酯層，硫酸鈉干燥，過濾，真空濃縮后得到化合物I，是油狀物；將200份的化合物1，860份的單甲醚封端的分子量550聚乙二醇和300份的EDCHCl溶解在5000份的無水二氯甲烷中，將16份的三乙胺滴入該反應(yīng)液中，室溫?cái)嚢?8小時；過濾反應(yīng)液，除掉固體；將濾液減壓濃縮得到油狀物，將油狀物和碳酸氫鈉水液攪拌混合，再用乙酸乙酯萃?。惠腿∫河脽o水硫酸鈉干燥，過濾后減壓濃縮；粗品通過硅膠柱純化，流動相為二氯甲烷:甲醇=5:1，得到純品雙酯2，為淺黃色的油狀物；將20份化合物2和鈀碳(5%)懸浮于3000份甲醇中，在室溫下通入氫氣攪拌5小時；濾除鈀碳，甲醇洗滌數(shù)次；濾液減壓濃縮得到10份的化合物IA-dPEG ；b.上步合成的10份的化合物IA-dPEG，使用氫氧化鈉來調(diào)節(jié)pH值為10，然后滴入I份的二硫化碳，反應(yīng)約5分鐘，即可以得到相應(yīng)的配體IA-dPEG-DTC ； c.將10份的IA-dPEG-DTC，加入到1000份的油溶性納米金溶液中，攪拌20分鐘后加水，即可以得到納米金的水溶液；在該水溶液中加入丙酮，離心純化后，可以得到IA-dPEG-DTC修飾的水溶 性納米粒子。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種采用配體交換法制備水溶性納米粒子的制備方法。該方法的具體步驟為在亞氨基二乙酸上引入兩條水溶性的聚乙二醇鏈，然后將該化合物與二硫化碳反應(yīng)，生成具有硫代羧酸結(jié)構(gòu)的二硫化碳衍生物作為配體。將得到的配體與油溶性的納米粒子進(jìn)行配體交換，可以得到穩(wěn)定的水溶性納米粒子。該方法制備的水溶性納米粒子可以適用于于生物、光電材料、催化等諸多領(lǐng)域。
文檔編號C09K11/02GK103071806SQ20121054919
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月18日
發(fā)明者劉璐, 閆志強(qiáng), 何丹農(nóng) 申請人:上海納米技術(shù)及應(yīng)用國家工程研究中心有限公司