元素均匀分布的氧化铁/氧化钆复合纳米颗粒的制备方法技术

一种元素均匀分布的氧化铁/氧化钆复合纳米颗粒的制备方法，其步骤如下：（1）利用回流装置制备油酸铁/钆前体复合物；（2）利用高温热分解法制备氧化铁氧化钆复合纳米颗粒，将油酸铁/钆前体复合物置于高沸点的有机溶剂中，高温加热，得到产物；（3）将制备所得产物和3，4‑二羟苯基丙酸置于三口烧瓶中，控制反应温度和时间，得到元素分布均匀的亲水性氧化铁/氧化钆复合纳米颗粒。本发明专利技术制备工艺简单，成本低廉，所得产物具有良好的分散性和安全性。本发明专利技术在磁共振对比剂材料制备、改性与应用方面具有良好的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
元素均匀分布的氧化铁/氧化钆复合纳米颗粒的制备方法
本专利技术涉及一种元素均匀分布的亲水性氧化铁/氧化钆复合纳米颗粒的制备方法，属于纳米材料领域，可用于磁共振对比剂材料制备、改性与应用等方面。
技术介绍
磁共振成像技术因无创性，高分辨率以及高穿透性等特点在临床疾病诊断中占据着重要地位，然而，随着疾病复杂度的提高，常常需要对比剂来辅助疾病诊断。对比剂本身不产生信号，进入人体后可与周围水质子产生反应缩短弛豫时间以产生信号，从而达到对比效果。对比剂根据成像效果分类，一般可分为两类：阳性对比剂和阴性对比剂。钆基对比剂为目前临床上常用的对比剂，如钆喷葡胺，钆双胺等，属阳性对比剂，可缩短纵向弛豫时间（T1），呈现出亮信号，临床诊断应用较为广泛。然而，钆类对比剂引发的肾源性系统性纤维化和脑部沉积令人无法忽视。因此，低毒性对比剂的开发引发了人们的关注。氧化铁纳米颗粒具有良好的生物相容性，属阴性对比剂，可缩短横向弛豫时间（T2），呈现暗信号。但是，此类对比剂在应用时易产生伪影，影响疾病判断的准确性。因此，制备具有两种成像效果的T1-T2双模态对比剂，既能综合两类对比剂的优点，也可以减少缺点所带来的影响，互为补充成像信息，提高疾病诊断准确性，在临床诊断方面具有更好的应用价值。目前制备氧化铁纳米颗粒的方法有共沉淀法、高温热分解法、微乳液法和水热法等多种方法。
技术实现思路
本专利技术提供高度生物相容性的亲水性的元素分布均匀的氧化铁/氧化钆纳米颗粒的制备方法。1.元素分布均匀的氧化铁/氧化钆纳米颗粒的制备方法，步骤如下：（1）油酸铁/钆前体复合物的制备：将5.47g油酸钠（10mmol），60ml超纯水和20ml无水乙醇置于250ml三口烧瓶中，搅拌溶解，将0.81g无水氯化铁（5.0mmol），0.38g六水合氯化钆（1.0mmol）置于20ml超纯水中，搅拌使其溶解。随后将此溶液逐滴加入上述三口烧瓶中，加热至75℃回流4h，终止反应，带液体冷却后，转移至分液漏斗中，加入20ml正己烷，静置分层，弃下层，使用超纯水洗涤2次，将产物置于烘箱55℃干燥24h，得到蜡状油酸铁/钆前体复合物。（2）氧化铁/氧化钆复合纳米颗粒的制备：称取油酸铁/钆前体复合物1.12g于烧杯中，加入0.17ml油酸和15ml1-十八烯，超声搅拌使其溶解，随后转入250ml三口烧瓶中，通入N2加热至200℃，反应30min，稍后以4℃/min的速度升温至320℃，反应30min，终止反应，转移至离心管中，加入80ml无水乙醇使其沉淀，8000rpm离心5min，反复用无水乙醇清洗3次（若固体紧贴离心管壁，可加入少量正己烷使其悬浮），最终得到沉淀，加入3ml正己烷，置于4℃环境保存。（3）亲水性氧化铁/氧化钆复合纳米颗粒的制备：称取3，4-二羟苯基丙酸200mg和60ml四氢呋喃于三口烧瓶中，通入氮气，加热至50℃，称取氧化铁/氧化钆复合纳米颗粒100mg溶于20ml四氢呋喃中，逐滴加入至三口烧瓶中，50℃回流4h，终止反应，加入0.5mol/L氢氧化钠5ml，10000rpm离心10min，弃上清液，加入3ml超纯水重悬，即得亲水性氧化铁/氧化钆复合纳米材料。所述元素分布均匀的亲水性氧化铁/氧化钆复合纳米颗粒，形貌规整，呈立方体状，分散性良好，粒径均一，粒径为4-8nm。本专利技术利用高温热分解法制备元素分布均匀的氧化铁/氧化钆复合纳米颗粒，获得了形貌规整，粒径分布均匀且分散性良好的立方体状纳米颗粒，利用无毒性的3，4-二羟苯基丙酸对其进行修饰，不仅使纳米颗粒获得亲水性，而且提高其生物相容性，使其在生物体内的应用具有实际性价值。本专利技术制备工艺简单，成本低廉，所得产物具有良好的分散性和安全性。在磁共振对比剂材料制备、改性与应用方面具有良好的应用价值。用细胞培养基将亲水性氧化铁/氧化钆纳米颗粒稀释至不同浓度（Fe含量：15μg/ml,30μg/ml,45μg/ml,60μg/ml）。将L929细胞以1×104个/孔的密度种植于96孔板中，置于细胞培养箱中培养24h后，移去培养基，替换为含纳米颗粒的细胞培养基，培养至12h，24h和48h后，使用CCK-8试剂盒测定其细胞活性。结果显示所得亲水性氧化铁/氧化钆纳米颗粒具有良好的生物相容性。附图说明图1是氧化铁/氧化钆复合纳米颗粒透射电镜图片；图2是亲水性氧化铁/氧化钆复合纳米颗粒透射电镜图片；图3是亲水性氧化铁/氧化钆复合纳米颗粒EDS图谱(Fe元素面分布图)；图4是亲水性氧化铁/氧化钆复合纳米颗粒EDS图谱(Gd元素面分布图)。具体实施方式以下结合由附图所示实施例的具体实施方式，对本专利技术的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实施例。在不脱离本专利技术上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包括在本专利技术的范围内。实施例1将5.47g油酸钠，60ml超纯水和20ml无水乙醇置于250ml三口烧瓶中，搅拌溶解，将0.81g无水氯化铁，0.38g六水合氯化钆置于20ml超纯水中，搅拌使其溶解。随后将此溶液逐滴加入上述三口烧瓶中，加热至75℃回流4h，终止反应，带液体冷却后，转移至分液漏斗中，加入20ml正己烷，静置分层，弃下层，留产物，使用超纯水洗涤产物2次，将产物置于烘箱55℃干燥24h，得到蜡状的油酸铁/钆前体复合物。称取油酸铁/钆复合前体物1.12g于烧杯中，加入0.17ml油酸和15ml1-十八烯，超声搅拌使其溶解，随后转入250ml三口烧瓶中，通入N2加热至200℃，反应30min，稍后以4℃/min的速度升温至320℃，反应30min，终止反应，转移至离心管中，加入80ml无水乙醇使其沉淀，8000rpm离心5min，反复用无水乙醇清洗3次，最终得到氧化铁/氧化钆复合纳米颗粒（纳米颗粒透射电镜图片见图1）。称取3，4-二羟苯基丙酸200mg和60ml四氢呋喃于三口烧瓶中，通入氮气，加热至50℃，称取氧化铁/氧化钆复合纳米颗粒100mg溶于20ml四氢呋喃中，逐滴加入至三口烧瓶中，50℃回流4h，终止反应，加入0.5mol/L氢氧化钠5ml，10000rpm离心10min，弃上清液，加入3ml超纯水重悬，即得亲水性氧化铁/氧化钆复合纳米材料（亲水性纳米颗粒透射电镜图片见图2，EDS图谱见图3）。实施例2将5.47g油酸钠，60ml超纯水和20ml无水乙醇置于250ml三口烧瓶中，搅拌溶解，将0.81g无水氯化铁，0.38g六水合氯化钆置于20ml超纯水中，搅拌使其溶解。随后将此溶液逐滴加入上述三口烧瓶中，加热至80℃回流4h，终止反应，带液体冷却后，转移至分液漏斗中，加入20ml正己烷，静置分层，弃下层，留产物，使用超纯水洗涤2次，将产物置于真空干燥箱55℃干燥24h，得到蜡状的油酸铁/钆复合前体物。称取油酸铁/钆复合前体物1.12g于烧杯中，加入0本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.元素分布均匀的氧化铁/氧化钆复合纳米颗粒的制备方法，其特征是具体步骤如下：/n（1）油酸铁/钆前体复合物的制备：将10mmol 5.47g油酸钠、60ml超纯水和20ml无水乙醇置于250ml三口烧瓶中并搅拌溶解；将5.0mmol 0.81g无水氯化铁、1.0mmol 0.38g六水合氯化钆均置于20ml超纯水中搅拌溶解并逐滴加入上述三口烧瓶中，加热至75℃回流4h，终止反应；待冷却后，将液体转移至分液漏斗中，加入20ml正己烷，静置分层，弃下层，使用超纯水洗涤2次，将产物置于烘箱55℃干燥24h，得到蜡状的油酸铁/钆前体复合物；/n（2）氧化铁/氧化钆复合纳米颗粒的制备：称取油酸铁/钆前体复合物1.12g放于烧杯中，加入0.17ml油酸和15ml 1-十八烯，超声搅拌溶解，随后转入250ml三口烧瓶中，通入N

【技术特征摘要】
1.元素分布均匀的氧化铁/氧化钆复合纳米颗粒的制备方法，其特征是具体步骤如下：
（1）油酸铁/钆前体复合物的制备：将10mmol5.47g油酸钠、60ml超纯水和20ml无水乙醇置于250ml三口烧瓶中并搅拌溶解；将5.0mmol0.81g无水氯化铁、1.0mmol0.38g六水合氯化钆均置于20ml超纯水中搅拌溶解并逐滴加入上述三口烧瓶中，加热至75℃回流4h，终止反应；待冷却后，将液体转移至分液漏斗中，加入20ml正己烷，静置分层，弃下层，使用超纯水洗涤2次，将产物置于烘箱55℃干燥24h，得到蜡状的油酸铁/钆前体复合物；
（2）氧化铁/氧化钆复合纳米颗粒的制备：称取油酸铁/钆前体复合物1.12g放于烧杯中，加入0.17ml油酸和15ml1-十八烯，超声搅拌溶解，随后转入250ml三口烧瓶中，通入N2加热至200℃，反应30min，以4℃/min的速度升温至320℃，反应30min...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄棣，魏延，秦苗，赵丽琴，连小洁，胡银春，陈维毅，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西;14