pH响应型超小氧化铁纳米粒子组装体的制备方法及产品和应用技术

本发明专利技术涉及一种pH响应型超小氧化铁纳米粒子组装体的制备方法及产品和应用，制备方法包括如下步骤：1)将油酸包覆的超小氧化铁纳米粒子与具有羧基的小分子进行配体交换反应，得到羧基修饰的超小氧化铁纳米粒子；2)羧基修饰的超小氧化铁纳米粒子与具有联氨基的小分子进行酰胺化反应，得到联氨基修饰的超小氧化铁纳米粒子；3)联氨基修饰的超小氧化铁纳米粒子与具有多醛基的化合物进行醛胺缩合反应，得到pH响应型超小氧化铁纳米粒子组装体。该制备方法引入亲水的小分子配体，使超小氧化铁纳米粒子化学交联成具有pH响应型纳米组装体，使其具备良好的生物利用度和成像效果。

Preparation method, product and application of pH responsive ultra small iron oxide nanoparticle assembly

The invention relates to a preparation method, product and application of a pH-responsive ultrasmall iron oxide nanoparticle assembly. The preparation method comprises the following steps: 1) ligand exchange reaction between oleic acid coated ultrasmall iron oxide nanoparticles and small molecules with carboxyl group to obtain carboxyl modified ultrasmall iron oxide nanoparticles; 2) carboxyl group; The modified ultrasmall ferric oxide nanoparticles were amidated with small molecules with diamino groups to obtain ultrasmall ferric oxide nanoparticles modified with diamino groups; 3) The diamino-modified ultrasmall ferric oxide nanoparticles were assembled by aldehyde-amine condensation reaction with compounds with polyaldehyde groups. Body. The preparation method introduces hydrophilic small molecule ligands to make the ultrasmall iron oxide nanoparticles chemically cross-linked into pH-responsive nano-assemblies, which have good bioavailability and imaging effect.

【技术实现步骤摘要】
pH响应型超小氧化铁纳米粒子组装体的制备方法及产品和应用
本专利技术涉及氧化铁组装体的制备领域，具体涉及一种pH响应型超小氧化铁纳米粒子组装体的制备方法及产品和应用。
技术介绍
癌症是威胁全球人类生命的最大杀手之一，是当前医学研究领域所面临的一个重大挑战。据统计，癌症已成为中国城市居民第一位死亡原因。有效地诊断早期癌症已是科学研究中的当务之急。磁共振成像(MRI)技术在癌症临床诊断中被广泛使用。为了提高肿瘤区域与正常区域的对比度往往需要引入造影剂。目前广泛研究的响应型氧化铁组装体能使得肿瘤区域的磁共振信号减弱而达到对比的目的，但其容易同其他的暗区域病变组织相混淆。近期研究报告的超小氧化铁纳米粒子能显著提高磁共振信号值。然而，传统的手段往往是使用高分子聚合物包裹超小氧化铁纳米粒子形成生物环境响应型纳米胶束载体，由于较厚的高分子层对水穿透的阻碍以及极低浓度下不稳定等因素，其在体内的成像效果和生物利用度受到了极大的限制。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种pH响应型超小氧化铁纳米粒子组装体的制备方法，主要引入亲水的小分子配体使超小氧化铁纳米粒子化学交联成具有pH响应型纳米组装体，使其具备良好的生物利用度和成像效果。本专利技术所提供的技术方案为：一种pH响应型超小氧化铁纳米粒子组装体的制备方法，包括如下步骤：1)将油酸包覆的超小氧化铁纳米粒子与具有羧基的小分子进行配体交换反应，得到羧基修饰的超小氧化铁纳米粒子；2)羧基修饰的超小氧化铁纳米粒子与具有联氨基的小分子进行酰胺化反应，得到联氨基修饰的超小氧化铁纳米粒子；3)联氨基修饰的超小氧化铁纳米粒子与具有多醛基的化合物进行醛胺缩合反应，得到pH响应型超小氧化铁纳米粒子组装体。本专利技术中油酸包覆的超小氧化铁纳米粒子分别经过配体交换反应和酰胺化反应，使其端部具有-CO-NH-NH2结构，具有多醛基的化合物继续与联氨基修饰的超小氧化铁纳米粒子进行醛胺缩合反应，通过化学交联形成pH响应型超小氧化铁纳米粒子组装体，其中具有多醛基的化合物起到交联作用，使得相互之间形成-NH-N＝CH-结构，而-NH-N＝CH-结构是组装体具有pH响应的关键。本专利技术中化学交联形成的pH响应型超小氧化铁纳米粒子组装体能在极低浓度下稳定存在，不受临界胶束浓度的限制，在酸性肿瘤部位获得较高的磁共振信号增强。其次，借助其独特的纳米级尺寸，通过高通透性和滞留效应(EPR效应)可以实现肿瘤组织靶向。入胞后，在酸性环境下刺激超小氧化铁纳米粒子组装体解散开为很多个超小尺寸氧化铁纳米粒子，使得肿瘤部位信号值得到提高；相比于肿瘤部位，滞留在正常组织的pH响应型超小氧化铁纳米粒子组装体量很少，因此正常组织的信号值基本不变，从而达到肿瘤部位靶向成像的目的。本专利技术中油酸包覆的超小氧化铁纳米粒子的粒径为3～4nm，由于表面包覆有油酸只能溶于油相溶剂，油酸包覆的超小氧化铁纳米粒子的制备已经公开在J.Am.Chem.Soc.2011,133,12624–12631。作为优选，所述油酸包覆的超小氧化铁纳米粒子的制备方法包括：(1)将油酸钠和六水合三氯化铁溶解在水、乙醇和己烷的混合溶液中，在50～80℃条件下搅拌2～6小时，油相部分萃取并烘干得到油铁复合物；(2)将步骤(1)中油铁复合物溶解在油醇、油酸和二苯醚的混合溶液中，氩气保护下在200～280℃下搅拌，经不良溶剂沉淀，得到油酸包覆的超小氧化铁纳米粒子。作为优选，所述步骤(1)中油酸钠、六水合三氯化铁、水、乙醇和己烷的投料比为30～80g:10～20g:50～150mL:50～200mL:100～300mL。作为优选，所述步骤(2)中油铁复合物、油醇、油酸和二苯醚的投料比为0.5～2g:0.5～2g:0.3～0.6g:5～15g。作为优选，所述步骤(2)中不良溶剂选自甲醇、乙醇、丙酮、N,N-二甲基甲酰胺、乙醚和二甲亚砜中的一种或多种。作为优选，所述步骤1)中配体交换反应包括：将油酸包覆的超小氧化铁纳米粒子加入到混合溶剂中，加入具有羧基的小分子，80-120℃下反应，得到羧基修饰的超小氧化铁纳米粒子；所述混合溶剂由良溶剂和不良溶剂组成。配体交换反应主要是为了将包覆在超小氧化铁纳米粒子表面的油酸替换为具有羧基的小分子，使得超小氧化铁纳米粒子表面修饰有羧基，由油相转化为水相。具有羧基的小分子是指分子量小于1000道尔顿的含有羧基的化合物。作为优选，所述步骤1)中油酸包覆的超小氧化铁纳米粒子与具有羧基的小分子的投料比为10～120mg:100mg～250mg。作为优选，所述步骤1)中配体交换反应后，产物羧基修饰的超小氧化铁纳米粒子经不良溶剂沉淀得到。作为优选，所述步骤1)中良溶剂为三氯甲烷、正己烷、邻二氯苯、石油醚、四氢呋喃、甲苯、苯中一种或多种；所述不良溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、乙醇、乙醚、丙酮、甲醇中一种或多种。作为优选，所述步骤1)中具有羧基的小分子为柠檬酸、左旋多巴、乙二酸、琥珀酸、十六碳二酸中的一种或几种。作为优选，所述步骤2)中酰胺化反应包括：将羧基修饰的超小氧化铁纳米粒子与催化剂加入到良溶剂中，加入具有联氨基的小分子，常温下反应，得到联氨基修饰的超小氧化铁纳米粒子。具有联氨基的小分子与超小氧化铁纳米粒子表面修饰的羧基通过酰胺化反应，得到-CO-NH-NH2结构。具有联氨基的小分子是指分子量小于1000道尔顿的含有多个联氨基的化合物，至少包含两个联氨基。作为优选，所述步骤2)中羧基修饰的超小氧化铁纳米粒子与具有联氨基的小分子的投料比为20～100mg:1～5g。作为优选，所述步骤2)中具有联氨基的小分子为水合肼、草酰二肼、己二酸二酰肼、氨基甲酰肼、碳酰肼中的一种或多种。作为优选，所述步骤2)中催化剂为1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、N-羟基琥珀酰亚胺、二环己基碳二亚胺中一种或多种。作为优选，所述步骤2)中良溶剂为水、二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、乙醇、乙腈中一种或多种。作为优选，所述步骤2)中酰胺化反应后，产物联氨基修饰的超小氧化铁纳米粒子经透析得到。作为优选，所述步骤3)中醛胺缩合反应包括：将联氨基修饰的超小氧化铁纳米粒子、催化剂以及具有多醛基的化合物加入到良溶剂中，70-90℃下反应反应，得到pH响应型超小氧化铁纳米粒子组装体。其中具有多醛基的化合物是指含有多个醛基的有机分子，至少包含2个醛基，通过具有多醛基的化合物的交联作用，形成-NH-N＝CH-结构。作为优选，所述步骤3)中联氨基修饰的超小氧化铁纳米粒子与具有多醛基的化合物的投料比为1～60mg:1～100mg。作为优选，所述步骤3)中具有多醛基的化合物为戊二醛、丁二醛、己二醛、均苯三甲醛、1,3,5-三(4-苯甲醛)苯、氯化4,4’,4”-(1,3,5-三嗪-2,4,6-三)三-1-(4-苯甲醛)吡啶、2,4,6-三(4-醛基苯基)-1,3,5-三嗪、三醛基间苯三酚中一种或多种。作为优选，所述步骤3)中催化剂为三氟乙酸、盐酸、硫酸、乙酸中一种或几种。作为优选，所述步骤3)中良溶剂为水、乙腈、丙酮、乙醇、甲醇中一种或几种。本专利技术还提供一种如上述的制备方法制备得到的pH响应型超小氧化铁纳米粒子组装体。pH响应型超小氧化铁纳米粒子组装体具备良好的生物利本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种pH响应型超小氧化铁纳米粒子组装体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将油酸包覆的超小氧化铁纳米粒子与具有羧基的小分子进行配体交换反应，得到羧基修饰的超小氧化铁纳米粒子；2)羧基修饰的超小氧化铁纳米粒子与具有联氨基的小分子进行酰胺化反应，得到联氨基修饰的超小氧化铁纳米粒子；3)联氨基修饰的超小氧化铁纳米粒子与具有多醛基的化合物进行醛胺缩合反应，得到pH响应型超小氧化铁纳米粒子组装体。

【技术特征摘要】
1.一种pH响应型超小氧化铁纳米粒子组装体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将油酸包覆的超小氧化铁纳米粒子与具有羧基的小分子进行配体交换反应，得到羧基修饰的超小氧化铁纳米粒子；2)羧基修饰的超小氧化铁纳米粒子与具有联氨基的小分子进行酰胺化反应，得到联氨基修饰的超小氧化铁纳米粒子；3)联氨基修饰的超小氧化铁纳米粒子与具有多醛基的化合物进行醛胺缩合反应，得到pH响应型超小氧化铁纳米粒子组装体。2.根据权利要求1所述的pH响应型超小氧化铁纳米粒子组装体的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中配体交换反应包括：将油酸包覆的超小氧化铁纳米粒子加入到混合溶剂中，加入具有羧基的小分子，80-120℃下反应，得到羧基修饰的超小氧化铁纳米粒子；所述混合溶剂由良溶剂和不良溶剂组成。3.根据权利要求1所述的pH响应型超小氧化铁纳米粒子组装体的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中具有羧基的小分子为柠檬酸、左旋多巴、乙二酸、琥珀酸、十六碳二酸中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的pH响应型超小氧化铁纳米粒子组装体的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中酰胺化反应包括：将羧基修饰的超小氧化铁纳米粒子与催化剂加入到良溶剂中，加入具有联氨基的小分子，常温下反应，得到联氨基修饰的超小氧化铁纳米粒子。5.根据权利要求1所述的pH响应型超小氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌代舜，李方园，梁泽宇，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33