一种氧化铪纳米颗粒及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种氧化铪纳米颗粒及其制备方法，属于氧化铪技术领域，解决了目前氧化铪纳米颗粒的合成方法复杂，形状不规则的问题。制备方法以四氯化铪为铪源，油酸和十八烯为溶剂，在油相体系和无水碱性条件下，生成油相的氧化铪纳米颗粒。本发明专利技术的制备方法简单，制备得到的氧化铪纳米颗粒粒径小且形状规则，可以用于肿瘤治疗的诊疗一体化。可以用于肿瘤治疗的诊疗一体化。可以用于肿瘤治疗的诊疗一体化。

【技术实现步骤摘要】
一种氧化铪纳米颗粒及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于氧化铪
，具体涉及一种氧化铪纳米颗粒及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]恶性肿瘤是导致人类死亡的重要病因之一，电离辐射作为最常用的非手术治疗手段之一，由于其对组织的高渗透性而被广泛应用于临床肿瘤的诊断和治疗。放射治疗主要通过高能X射线等所产生的自由光电子造成细胞的自由基损伤或者DNA双链的断裂，造成细胞的凋亡来杀伤肿瘤组织，从而使肿瘤组织缩小或者消失。然而，肿瘤组织由于各种原因导致的辐射抗性，在治疗过程中不得不提高辐射剂量达到治疗效果。但是，放射治疗的组织无选择性导致正常组织的DNA双链的断裂引起正常组织的辐射损伤。因此，将辐射剂量沉积在肿瘤部位，降低对周围健康组织的辐射损伤是解决这一问题的有效策略。
[0003]组织内的辐射剂量沉积与组织和X射线的相互作用能力或者吸收能力有关，因此，含有高电子密度的物质的干预可以增加X射线在肿瘤组织部位的辐射剂量沉积，这种作用被称之为放射增敏。铪的原子序数为72，密度为9.7g/cm3，具有良好的X射线沉积能力，因此被用于放疗增敏。氧化铪或者氧化铪纳米颗粒已被研究用于各种应用。该化合物具有物理和化学惰性，从生物安全角度来看具有有益的特性。一旦氧化铪纳米颗粒在肿瘤细胞中积累，氧化铪纳米颗粒在x射线照射下会产生大量的电子，可以增强对癌细胞的杀伤能力，减少对健康组织的损害。
[0004]但是，目前氧化铪纳米颗粒的合成方法复杂，形状不规则，分散性和稳定性差。

技术实现思路

[0005]鉴于上述分析，本专利技术旨在提供一种氧化铪纳米颗粒及其制备方法和应用。用以提供一种简单的氧化铪纳米颗粒制备方法，制备的氧化铪纳米颗粒粒径小、形状规则、稳定性好。
[0006]本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：
[0007]本专利技术提供了一种氧化铪纳米颗粒的制备方法，以四氯化铪为铪源，油酸和十八烯为溶剂，在油相体系和无水碱性条件下，生成油相的氧化铪纳米颗粒。
[0008]进一步的，油相体系中以十八烯为溶剂，氢氧化钠提供碱性条件。
[0009]进一步的，制备方法包括如下步骤：
[0010]步骤1、将四氯化铪、油酸和十八烯加入容器中，真空状态下搅拌、加热，搅拌至溶液澄清；然后自然降温至室温得到第一混合物；
[0011]步骤2、向第一混合物中加入含氢氧化钠的甲醇溶液，室温搅拌得到第二混合物；
[0012]步骤3、将第二混合物升温，抽真空以去除甲醇得到第三混合物；
[0013]步骤4、第三混合物在惰性气体保护状态下升温至320～340℃反应；
[0014]步骤5、将上述反应体系自然降至室温，向反应体系中加入过量乙醇，离心收集得
到氧化铪纳米颗粒。
[0015]进一步的，制备方法还包括：
[0016]步骤6、采用表面活性剂对步骤5中得到的氧化铪纳米颗粒表面修饰以增加其水溶性。
[0017]进一步的，步骤6包括：
[0018]S601、取表面活性剂溶于水中，超声使其分散均匀得到表面活性剂的水溶液；
[0019]S602、取步骤5中得到的氧化铪纳米颗粒分散到环己烷中得氧化铪环己烷混悬液；
[0020]S603、将表面活性剂的水溶液加入至氧化铪环己烷混悬液中得到第四混合物，将第四混合物超声搅拌处理至环己烷完全挥发，氧化铪全部转为水相；离心后使用去离子水洗多遍，得到表面活性剂改性的HfO2纳米颗粒。
[0021]进一步的，步骤1中，控制四氯化铪、油酸和十八烯的用量比为0.5～1.5mmol：5～7ml：12～18ml。
[0022]进一步的，步骤1中，控制加热至150～170℃。
[0023]进一步的，步骤2中，控制四氯化铪和氢氧化钠的量的比为0.5～1.5mmol：2～3mmol。
[0024]进一步的，步骤2中，控制氢氧化钠与甲醇的量的比为2～3mmol：8～13ml。
[0025]本专利技术还提供了一种氧化铪纳米颗粒，氧化铪纳米颗粒采用上述制备方法制备得到。
[0026]本专利技术还提供了一种氧化铪纳米颗粒在制备肿瘤放疗药物的应用，氧化铪纳米颗粒能够作为肿瘤放疗药物的载体。
[0027]与现有技术相比，本专利技术至少可实现如下有益效果之一：
[0028]a)本专利技术的制备方法通过在油相中，碱性的条件下生成均匀的铪的氢氧化物，在无水的条件下生成油相的氧化铪纳米颗粒，整个过程中无水参加，合成的氧化铪纳米颗粒粒径小(平均粒径4～6nm)且形状规则，可以是球状、棒状、片状等形状，也可以是纳米花状，稳定性好，尺寸均匀，并且制备时间短，无需特殊的预处理过程，工艺简单。
[0029]b)本专利技术的制备方法制备得到的表面活性剂改性的HfO2纳米颗粒中，表面活性剂通过静电吸附的原理在氧化铪纳米颗粒表面形成一层亲水层，从而增加了氧化铪纳米颗粒在水溶液和生理溶液中的分散性，更有利于肿瘤组织的生物利用度。表面活性剂改性的氧化铪纳米颗粒具有良好的生物相容性和安全性。
[0030]c)经过表面改性后的氧化铪纳米颗粒自发形成粒径在50nm左右的聚集体，具有更好的细胞摄取效果。
[0031]d)本专利技术制备得到的氧化铪纳米颗粒具有良好的CT成像效果，具有诊疗一体化的性质。
[0032]e)本专利技术制备得到的氧化铪纳米颗粒能够负载常用的肿瘤放疗药物，例如：紫杉烷类、长春花碱类、金属铂类、蒽环类、抗叶酸类、氮芥类、鬼臼生物碱类等，因此可以用于放疗与化疗的协同治疗；能与蛋白抗体和抑制剂等通过静电吸附结合用于放疗和免疫的协同治疗。其中优选阿霉素和蛋白抑制剂VE
‑
822与氧化铪纳米颗粒联用协同增强肿瘤杀伤。
[0033]f)本专利技术制备得到的氧化铪纳米颗粒可以适用于不同光源的辐射治疗，包括中子源、γ射线源、X射线源、α以及β射线辐射源，在不同的辐射源的使用中都具有良好的肿瘤杀
伤效果。
[0034]本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书以来实现和获得。
附图说明
[0035]附图仅用于示出具体专利技术的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
[0036]图1是实施例1的氧化铪纳米颗粒的透射电镜图；
[0037]图2是实施例1的氧化铪纳米颗粒的XRD图谱；
[0038]图3是实施例1的TPGS
‑
HfO2纳米颗粒的透射电镜图；
[0039]图4是实施例1的氧化铪纳米颗粒在环己烷中的分散图；
[0040]图5是实施例1的TPGS
‑
HfO2纳米颗粒在不同生理溶液中的分散图；
[0041]图6是实施例1的TPGS
‑
HfO2纳米颗粒被癌细胞摄取的图片；
[0042]图7是实施例1的TP本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氧化铪纳米颗粒的制备方法，其特征在于，以四氯化铪为铪源，油酸和十八烯为溶剂，在油相体系和无水碱性条件下，生成油相的氧化铪纳米颗粒。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述油相体系中以氢氧化钠提供碱性条件。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：步骤1、将四氯化铪、油酸和十八烯加入容器中，真空状态下搅拌、加热，搅拌至溶液澄清；然后自然降温至室温得到第一混合物；步骤2、向第一混合物中加入含氢氧化钠的甲醇溶液，室温搅拌得到第二混合物；步骤3、将第二混合物升温，抽真空以去除甲醇得到第三混合物；步骤4、第三混合物在惰性气体保护状态下升温至320～340℃反应；步骤5、将上述反应体系自然降至室温，向反应体系中加入过量乙醇，离心收集得到氧化铪纳米颗粒。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：步骤6、采用表面活性剂对步骤5中得到的氧化铪纳米颗粒表面修饰以增加其水溶性。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤6包括：S601、取表面活性剂溶于水中...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷战军，汪诚艳，刘瑞雪，闫海丽，
申请(专利权)人：中国科学院高能物理研究所，
类型：发明
国别省市：