專利名稱：明膠包覆水基磁流體及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于納米科學(xué)技術(shù)及生物醫(yī)藥領(lǐng)域，涉及 一種明膠包覆水基磁 流體及其制備方法。 技術(shù)背景所謂磁流體又稱磁性液體，是將吸附有表面活性劑的磁性納米顆粒在 載液中高度分散而形成的膠體體系，兼有納米固體材料的超順磁性和液體 的流動(dòng)性，是一種新型的液體功能納米材料，已廣泛用于密封、潤(rùn)滑、阻 尼、研磨、分離、印染印刷及環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域。近年來(lái)磁流體已經(jīng)擴(kuò)展到 生物醫(yī)藥領(lǐng)域的細(xì)胞分離、腫瘤熱療、核磁共振造影成像和乾向制劑等。由于非水基磁流體具有非生物相容性，所以生物醫(yī)藥領(lǐng)域主要是水基 磁流體。而用表面活性劑包覆的水基磁流體很難進(jìn)行表面功能化修飾，表 面活性不夠，因而限制了在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用。生物醫(yī)藥領(lǐng)域使用的磁 流體需用親水性高分子對(duì)磁性納米顆粒進(jìn)行包覆修飾，可以提高磁性顆粒 的生物相容性，親水性高分子上可以連接其他配體的活性基團(tuán)，能進(jìn)一步負(fù)載多種功能高分子，例如多肽、抗體、酶、DNA和RNA等，從而制備出具 有特殊功能的磁性顆粒載體材料。制備生物醫(yī)藥領(lǐng)域用磁流體的關(guān)鍵技術(shù)是磁性納米顆粒的合成和磁性 納米顆粒的表面改性。目前已有用水溶性淀粉見(jiàn)CN1822254A、殼聚糖的衍 生物見(jiàn)CN1702782A、葡聚糖見(jiàn)CN1750183A、聚酰胺基胺樹(shù)技形聚合物見(jiàn) CN1913055A等包覆制備了生物醫(yī)藥用磁流體?，F(xiàn)有技術(shù)存在一些不足，一 是磁性納米顆粒的合成技術(shù)中，多數(shù)難以合成出完全符合尺寸要求的磁性 納米顆粒，如CN1702782A用離心分離的方法將不穩(wěn)定的顆粒除掉，從該專 利申請(qǐng)的透射電鏡照片看，粒子的黏結(jié)現(xiàn)象明顯，說(shuō)明合成反應(yīng)的控制條 件和用高分子材料包覆的效果欠佳；二是磁性偏弱，例如CN1702782A提供 的磁流體的飽和磁化強(qiáng)度僅為1. 6 ~ 2. 5emu/g，所有實(shí)施例制備的水基磁流 體飽和磁化強(qiáng)度都小于1. Oemu/g。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的就是提供一種粒徑更小、分布更窄、強(qiáng)磁響應(yīng)、高穩(wěn)定性的明膠包覆水基磁流體及其制備方法。本發(fā)明的磁流體釆用化學(xué)共沉淀法合成，制備方法包括化學(xué)共沉淀法制備納米Fe^顆粒和納米Fe孔顆粒使用藥用明膠表面修飾。本發(fā)明的關(guān)鍵技術(shù)之一是進(jìn)一步優(yōu)化了納米Fe304顆粒的制備工藝，從 反應(yīng)物濃度、攪拌速度、溶液PH值、反應(yīng)溫度到反應(yīng)時(shí)間等，有效地控制 納米顆粒的成核速率和核生長(zhǎng)速率，納米顆粒的粒徑可以全部在超順磁性 尺度范圍，不用離心分離除掉不合格的大顆粒。本發(fā)明的關(guān)鍵技術(shù)之二是選擇藥用明膠作為分散劑，明膠是藥劑學(xué)中 最常用的囊材，原料易得，價(jià)格低廉，制備的磁流體中磁性明膠復(fù)合納米 顆粒的平均粒徑小于45nm,單分散性良好，本發(fā)明的磁流體具有良好磁響 應(yīng)性、生物親和性、生物可降解性和懸浮穩(wěn)定性，可用于細(xì)胞分離、腫瘤 熱療、核磁共振造影成像和靶向制劑等多種生物醫(yī)藥領(lǐng)域。本發(fā)明的明膠包覆水基磁流體包括水、納米Fe304顆粒和分散劑，所述 的納米FeA顆粒表面包覆的分散劑為藥用明膠，納米Fe^顆粒粒徑為1~ 16nm,納米Fe幾顆粒表面包覆藥用明膠得到的復(fù)合顆粒粒徑小于45nm。明膠包覆水基磁流體的制備方法，包括以下步驟U)分別配制濃度 為0. 1 ~ 0. 8moi/L的Fe3+和Fe2+水溶液，按Fe3+與Fe"物質(zhì)的量之比為1. 00 ~ 1.75混合，得到混合液；(2)攪拌混合液，將質(zhì)量濃度25% NH3 仏0倒入 混合液中，混合液與氨水體積比為100 : 6 - 45， NH3 ■ H20的加入可以滴加 或分幾次倒入，攪拌速度500 ~ 3000r/min,溫度25 ~ 45°C ,溶液的pH值9 ~ 11，反應(yīng)時(shí)間30 120min，得到納米Fe30,顆粒；(3 )取鐵總質(zhì)量的0. 1 ~ 1.0%藥用明膠放入蒸餾水中，藥用明膠與蒸餾水質(zhì)量比為1 : 100，加熱65~ 75。C使之溶解，倒入步驟(2)中，攪拌速度500 ~ 3000r/min,溫度50 ~ 65°C,溶液的pH值6 9,得到改性的納米Fe30,顆粒；(4)將含有改性的 納米Fe304顆粒的液體取出，用蒸餾水洗滌3 5次，調(diào)pH值4 5,超聲波 分散10 60min，洗滌與超聲波分散可以間歇交替進(jìn)行，得到明膠包覆水基 磁流體。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和效果1、本發(fā)明具有良好的磁響應(yīng)性、生物親和性、生物可降解性和懸浮穩(wěn) 定性，磁流體的飽和磁化強(qiáng)度為1.0-13. Oemu/g。本發(fā)明的磁性明膠復(fù)合 納米顆粒表面含有可以連接其他配體的活性基團(tuán)，可負(fù)載多種功能高分子，例如多肽、抗體、酶、DNA和RNA等，可廣泛用于細(xì)胞分離、腫瘤熱療、核 磁共振成像和靶向制劑等多種領(lǐng)域。 2、 本發(fā)明的磁流體采用化學(xué)共沉淀法合成，通過(guò)進(jìn)一步優(yōu)化反應(yīng)物濃 度、攪拌速度、溶液PH值、反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間等，有效地控制了納米顆 粒的成核速率和核生長(zhǎng)速率，納米顆粒的粒徑可以全部在超順磁性尺度范 圍，不用離心分離除掉不合格的大顆粒。3、 本發(fā)明選用的藥用明膠作為分散劑，制備的磁流體中磁性明膠復(fù)合 納米顆粒的平均粒徑小于45nm,具有單分散性良好、成本低廉、工藝簡(jiǎn)單 的特點(diǎn)。


圖l為本發(fā)明的明膠包覆水基磁流體放大20萬(wàn)倍的TEM照片。 圖2為本發(fā)明的明膠包覆水基磁流體的磁光效應(yīng)照片。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體的實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述。 實(shí)施例一(1) 稱取27. 029gFeCl3 6H20加入煮沸的二次蒸餾水中，撹拌溶解， 冷卻至室溫，滴入3 5mL稀鹽酸，然后加入11. 361gFeCl2 4H20,攪拌溶 解，混合溶液總體積lOOOmL,混合液中Fe3+和Fe"按物質(zhì)的量之比為1.75;(2) 將混合液置于反應(yīng)器中預(yù)熱并攪拌使之充分混合，量取85. OmL 濃度為25%的NH3 H20倒入反應(yīng)器中，NH3 H20的加入也可以滴加或分幾次 倒入，攪拌速度由1000 r/min逐步提高到2500r/min,溫度控制在35。C， 溶液的pH值lO，恒溫反應(yīng)60min，得到納米Fe304顆粒；(3) 取0. 05g藥用明膠放入5mL蒸餾水中，加熱70。C使之溶解，倒入 步驟(2)中，攪拌速度2000r/min，溫度55。C，溶液的pH值6 7,反應(yīng) 時(shí)間70min,得到改性的納米Fe304顆粒；(4) 將含有改性的納米FeA顆粒的液體取出，用蒸餾水洗滌3~5次， 調(diào)pH值4 5,超聲波分散15min,洗滌與超聲波分散可以間歇交替進(jìn)行， 得到明膠包覆水基磁流體。本發(fā)明的明膠包覆的磁性納米顆粒的形狀為近似球形，含鐵量8.792 mg/mL,飽和磁化強(qiáng)度為3. Oemu/g。本發(fā)明的磁流體經(jīng)粒徑分析報(bào)告測(cè)試， 2 15nrn，約82, 9%; 5. 1 ~ IO腦，約16. 2%; 10.卜15nm，約0. 9%，粒徑在2 ~15nm。實(shí)施例二(1) 稱取54. 058gFeCl3 6H20加到煮沸的二次蒸餾水中，攪拌溶解， 冷卻至室溫，滴入3~ 5mL HC1,然后加入22. 722g FeCl2 4H20，攪拌溶 解，混合溶液總體積1000mL，混合液中Fe3+和Fe2+按物質(zhì)的量之比為1.75;(2) 將混合液置于反應(yīng)器中預(yù)熱并攪拌使之充分混合，量取168. OmL 濃度為25%的NH3 H20倒入反應(yīng)器中，攪拌速度由1000 r/min逐步提高到 3000r/min,溫度控制在35'C，溶液的pH值lO，恒溫反應(yīng)60min，得到納 米Fe3。4顆粒；(3) 取0. lg藥用明膠放入10mL蒸餾水中，加熱7(TC使之溶解，倒入 步驟(2)中，攪拌速度2000r/min,溫度55。C，溶液的pH值6 7，反應(yīng) 時(shí)間60min，得到改性的納米Fe304顆粒；(4 )將含有改性的納米Fe304顆粒的液體取出，用蒸餾水洗滌3 - 5次， 調(diào)pH值4 5,超聲波分散20min,得到明膠包覆水基磁流體。本發(fā)明的明膠包覆的磁性納米顆粒的形狀為近似球形，粒徑在2~15 nm,含鐵量17. 584mg/mL,飽和磁化強(qiáng)度為3. 6emu/g。
權(quán)利要求
1、一種明膠包覆水基磁流體，包括水、納米Fe3O4顆粒和分散劑，其特征在于所述的納米Fe3O4顆粒表面包覆的分散劑為藥用明膠，納米Fe3O4顆粒粒徑為1～16nm，納米Fe3O4顆粒表面包覆藥用明膠得到的復(fù)合顆粒粒徑小于45nm。
2、 一種明膠包覆水基磁流體的制備方法，其特征在于包括以下步驟(1) 分別配制濃度為0. 1 ~ 0. 8mol/L的Fe^和Fe"水溶液，按Fe"與 Fe2+物質(zhì)的量之比為1.00~1.75混合，得到混合液；(2) 攪拌混合液，將質(zhì)量濃度25% NH3 H20倒入混合液中，混合液與 氨水體積比為100 : 6 - 45,攪拌速度500 ~ 3000r/min,溫度25 45。C， 溶液的pH值9 11,反應(yīng)時(shí)間30 120min，得到納米FeA顆粒；(3) 取鐵總質(zhì)量的0. 1~1. 0%藥用明膠放入蒸餾水中，藥用明膠與蒸 餾水質(zhì)量比為1 : 100，加熱65 75。C使之溶解，倒入步驟(2)中，攪拌 速度500 ~ 3000r/min,溫度50 65。C，溶液的pH值6 9，反應(yīng)時(shí)間60~ 120min,得到改性的納米Fe304顆粒；(4 )將含有改性的納米Fe^顆粒的液體取出，用蒸餾水洗滌3 ~ 5次， 調(diào)pH值4 5，超聲波分散10 60min,得到明膠包覆水基磁流體。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述制備明膠水基磁流體的方法，其特征在于步驟 (2 )中NH3 H20的加入可以滴加或分幾次倒入。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述制備明膠水基磁流體的方法，其特征在于步驟 (4)中洗滌與超聲波分散可以間歇交替進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種明膠包覆水基磁流體及其制備方法，磁流體包括水、納米Fe₃O₄顆粒和分散劑，其特征在于所述的納米Fe₃O₄顆粒表面包覆的分散劑為藥用明膠，納米Fe₃O₄顆粒粒徑為1～16nm，納米Fe₃O₄顆粒表面包覆藥用明膠得到的復(fù)合顆粒粒徑小于45nm；制備方法包括化學(xué)共沉淀法制備納米Fe₃O₄顆粒和納米Fe₃O₄顆粒使用藥用明膠表面修飾。本發(fā)明具有良好的磁響應(yīng)性、生物親和性、生物可降解性和懸浮穩(wěn)定性，磁流體的飽和磁化強(qiáng)度為1.0～13.0emu/g，本發(fā)明的磁性明膠復(fù)合納米顆粒表面含有可以連接其他配體的活性基團(tuán)，可負(fù)載多種功能高分子，用于細(xì)胞分離、腫瘤熱療、核磁共振成像和靶向制劑等。
文檔編號(hào)H01F1/44GK101256871SQ20071003274
公開(kāi)日2008年9月3日 申請(qǐng)日期2007年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月26日
發(fā)明者苑星海 申請(qǐng)人:嘉應(yīng)學(xué)院