囊封的金属离子纳米簇制造技术

本发明专利技术公开了一种具有式X(OH)aYbZcMd(H2O)e的金属离子纳米簇。X、Y、Z、M、a、b、c、d及e如本发明专利技术中所定义。所述纳米簇具有2至500nm的颗粒尺寸和3500至1000000道尔顿的分子量。还公开了一种包含该纳米簇的组合物及制备该纳米簇的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及囊封的金属离子纳米簇(nanocluster)。
技术介绍
可用于治疗矿物质缺乏的许多矿物仅在作为金属离子时为可溶的，其通常对组织为刺激性的且具有不良味道。金属络合物已被代替使用以解决此问题。金属络合物通常具有高浊点及低酸离解速率，在对于口腔及肌内应用所需的中性或酸性条件中不稳定。因此，它们通常被配制在碱性溶液中。例如，维乐福(Venofer)，一种铁蔗糖市售品，其必须仅经由肌内路径被施用，具有高达11的pH值，使其不适合用于肌内注射之外的饮品及药物制剂。有需要开发在中性或酸性条件中稳定的金属络合物。
技术实现思路
本专利技术是基于发现具有低浊点及高酸离解速率的稳定的金属离子纳米簇。在一方面，本专利技术的特征在于金属离子纳米簇，其具有2至500nm(例如，2至150nm及2至80nm)的颗粒尺寸、3500至1000000道尔顿(例如，5000至300000道尔顿及10000至180000道尔顿)的分子量、8以下(例如，7以下及4.5以下)的浊点，以及1至180分钟(例如，1至60分钟)的离解速率。浊点是指在pH滴定期间发生沉淀的pH点。离解速率是指于0.75MHCl水溶液中，在37℃伴随搅拌下，大于75％的纳米簇离解成游离金属离子所需的时间。本专利技术的金属离子纳米簇具有X(OH)aYbZcMd(H2O)e的化学式。X是金属阳离子。实例包括，但不限于，Cr、Al、Bi、Zn、Ba、Cu、Ti、Mg、Mn、Pt、Ca、Se、In、Fe、Co、Ni、V、La、Mo、Sr、Zr，及其组合的阳离子。优选地，该金属阳离子是Mg(II)、Al(III)、Ca(II)、Cr(III)、Cu(II)、Zn(II)、Mn(II)、Ti(IV)、Fe(II/III)、Co(II)、Ni(II)、Bi(III)、V(V)、La(III)、Mo(VI)、Sr(II)、Zr(IV)，或其组合。Y是水溶性形成盐的阴离子，其可为无机阴离子或有机阴离子。实例包括，但不限于，氟离子(fluoride)、氯离子(chloride)、溴离子(bromide)、碘离子(iodide)、硝酸根、硫酸根、乙酸根，或其组合。Z是水溶性配体。实例包括，但不限于，糖(carbohydrate)、氢化的糖、水解的糖、多元醇、聚醚，或其组合。优选地，其是木糖醇、甘露糖醇、核糖、甘露糖、木糖、半乳糖、果糖、乳糖、葡萄糖、异麦芽糖、异麦芽酮糖醇(isomalt)、蔗糖、麦芽糖醇、海藻糖、阿拉伯糖、山梨糖醇、聚异麦芽糖(polyisomaltose)、异麦芽寡糖(isomalto-oligosaccharide)、糊精、葡聚糖、果寡糖，或其组合。M是浊点调节剂(turbidity point modifier)。实例包括，但不限于，形成络合物的多价阴离子、氧化的糖(例如，葡萄糖酸、葡萄糖酸钠，及葡萄糖酯)、羧基化的多元醇、羧基化的聚醚、磺化的糖、磺化的多元醇、磺化的聚醚、磷酸化的糖、磷酸化的多元醇、磷酸化的聚醚、氨基酸、水溶性多肽、水溶性蛋白质，及其组合。形成络合物的多价阴离子的实例包括，但不限于，柠檬酸根、苹果酸根、富马酸根、酒石酸根、乳酸根、草酸根、琥珀酸根、抗坏血酸根、磷酸根、焦磷酸根、甘油磷酸根，或其组合。该术语“糖”是指单糖(例如，木糖、阿拉伯糖、葡萄糖、甘露糖、果糖、半乳糖，及核糖)、二糖(例如，蔗糖、乳糖、麦芽糖，及异麦牙糖)、寡糖(即，由3-9个单糖残基经由糖苷键联连接而构成的糖，诸如棉子糖、松三糖、麦芽三糖、阿卡波糖(acarbose)、水苏糖、果寡糖，及半乳寡糖)或多糖(例如，糊精、聚葡萄糖、聚异麦牙糖，及麦芽糊精)。回到化学式X(OH)aYbZcMd(H2O)e，a是0.1至20(例如，1至10)，b是0至9(例如，0.1至9、0至3，及0.1至3)，c是0.1至10(例如，1至6)，d是0.1至9(例如，0.1至6)，及e是0至25(例如，0至10)。本专利技术的另一方面涉及包含上述纳米簇的组合物。此组合物，为透明水溶液或用于重构(reconstitution)成透明水溶液的水溶性固体，是不含有未螯合的离子、化学惰性的(unreactive)水溶性配体，以及不稳定的(1abile)低分子量离子络合物(即，低于3500道尔顿)。该透明水溶液的pH值可为3至11.5，例如，3.5至9。透明水溶液是指清澈或半透明水溶液，即，胶体溶液或胶体混悬剂。也在本专利技术的范围中的是通过向有需要的对象施用有效量的上述纳米簇用于治疗病症或用于检测组织影像的方法。该病症的实例包括矿物质缺乏病症(mineral deficiency disorder)、胃反流病症(gastric reflux disorder)及慢性肾功能衰竭(chronic renal failure)。该组织影像是用于区分不正常组织与正常组织。术语“治疗(treating)”或“治疗(treatment)”是指施用纳米簇至对象，其具有上述病症、这样的病症的症状，或朝向这样的病症的倾向，目的是提供治疗效果，例如，治愈、缓解、变更、影响，或改善上述病症、其任何症状，或朝向其的倾向。仍在本专利技术的范围中的是制备上述纳米簇的方法。该方法包括步骤(1)提供包含X、Y、Z及OH的水分散体；(2)调节该水分散体的pH到预定值以获得pH经调节的水分散体；(3)加热该pH经调节的水分散体至50-180℃，以使纳米簇形成；以及(4)在任何上述步骤后添加M。注意M变成该由此形成的纳米簇的组成部分(integral part)。如以上定义的X∶Y∶Z∶M的比率，为1∶0-9∶0.1-10∶0.1-9。在水溶液中由此形成的纳米簇可通过纳米过滤收集并接着被干燥(例如，于烘箱中，通过真空、通过喷雾，及通过冷冻)以产生固体纳米簇。本专利技术的一个或多个实施方案的细节描述于下面的说明中。本专利技术的其他特征、目的及优点由该说明书及权利要求书将是明显的。具体实施方式本文中描述的是金属离子纳米簇，其每个包含一个或多个金属阳离子、一个或多个水溶性形成盐的阴离子、一个或多个水溶性配体，及一个或多个浊点调节剂。任何具有饮食或健康益处的金属阳离子可被用于本专利技术的纳米簇中。实例包括Mg(II)、Al(III)、Ca(II)、Cr(III)、Cu(II)、Zn(II)、Mn(II)、Ti(IV)、Fe(II/III)、Co(II)、Ni(II)、Bi(III)、V(V)、La(II本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属离子纳米簇，所述纳米簇具有2至500nm的颗粒尺寸、3500至1000000道尔顿的分子量，及X(OH)aYbZcMd(H2O)e的化学式，其中X是金属阳离子，Y是水溶性形成盐的阴离子，Z是水溶性配体，M是浊点调节剂，a是0.1至20，b是0至9，c是0.1至10，d是0.1至9，并且e是0至25。

【技术特征摘要】
2013.03.15 US 13/833,2791.一种金属离子纳米簇，所述纳米簇具有2至500nm的颗粒尺寸、
3500至1000000道尔顿的分子量，及X(OH)aYbZcMd(H2O)e的化学式，其
中X是金属阳离子，Y是水溶性形成盐的阴离子，Z是水溶性配体，M是
浊点调节剂，a是0.1至20，b是0至9，c是0.1至10，d是0.1至9，并
且e是0至25。
2.根据权利要求1所述的纳米簇，其中所述颗粒尺寸是2至150nm
或优选2至80nm。
3.根据权利要求1或2所述的纳米簇，其中所述金属阳离子为Cr、
Al、Bi、Zn、Ba、Cu、Ti、Mg、Mn、Pt、Ca、Se、In、Fe、Co、Ni、V、
La、Mo、Sr、Zr或其组合的阳离子；所述水溶性形成盐的阴离子为氟离
子、氯离子、溴离子、碘离子、硝酸根、硫酸根、乙酸根或其组合；所述
水溶性配体是糖、氢化的糖、水解的糖、多元醇、聚醚或其组合；并且所
述浊点调节剂是形成络合物的多价阴离子、氧化的糖、羧化的多元醇、羧
化的聚醚、磺化的糖、磺化的多元醇、磺化的聚醚、磷酸化的糖、磷酸化
的多元醇、磷酸化的聚醚、氨基酸、水溶性多肽、水溶性蛋白质或其组合。
4.根据权利要求3所述的纳米簇，其中所述金属阳离子是Mg(II)、
Al(III)、Ca(II)、Cr(III)、Cu(II)、Zn(II)、Mn(II)、Ti(IV)、Fe(II/III)、Co(II)、
Ni(II)、Bi(III)、V(V)、La(III)、Mo(VI)、Sr(II)、Zr(IV)或其组合；所述水
溶性形成盐的阴离子是氯离子、硝酸根、硫酸根、乙酸根或其组合；所述
水溶性配体是木糖醇、甘露糖醇、核糖、甘露糖、木糖、半乳糖、果糖、
乳糖、葡萄糖、异麦芽糖、异麦芽酮糖醇、蔗糖、麦芽糖醇、海藻糖、阿
拉伯糖、山梨糖醇、聚异麦芽糖、异麦芽寡糖、糊精、葡聚糖、果寡糖或
其组合；并且所述形成络合物的多价阴离子是柠檬酸根、苹果酸根、富马
酸根、酒石酸根...

【专利技术属性】
技术研发人员：巫建嵚，
申请(专利权)人：长春纳米生技公司，
类型：发明
国别省市：美国;US