配体分子协同微波制备超小铁氧体纳米颗粒的方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种配体分子协同微波制备超小铁氧体纳米颗粒的方法及应用，通过将金属前驱体和配体分子按比例混合，并加入pH调节剂调节pH值，然后在微波条件下反应，金属前驱体形成铁氧体纳米颗粒，配体分子修饰于铁氧体纳米颗粒表面，得到直径尺寸为2～5nm的超小铁氧体纳米颗粒；其中，金属前驱体由含铁的盐和金属M的盐组成，且金属M为Fe、Mn、Co、Ni、Zn、Cu、Mg中的任一种；含铁的盐、金属M的盐与配体分子的摩尔比为2：1：60～150。本发明专利技术的配体分子修饰的超小铁氧体纳米颗粒，可以提供生物靶向功能或提供靶向活性位点；而且颗粒的单分散性好，结晶度高，在磁共振成像、磁热疗等生物医学领域有广泛的应用。域有广泛的应用。域有广泛的应用。

【技术实现步骤摘要】
配体分子协同微波制备超小铁氧体纳米颗粒的方法及应用


[0001]本专利技术属于生物医学材料和影像材料
，具体涉及一种配体分子协同微波制备超小铁氧体纳米颗粒的方法及应用。

技术介绍

[0002]铁氧体纳米材料(MFe2O4,M＝Fe,Mn,Co,Ni,Zn,Cu等)由于其独特的磁学性能和优异的生物相容性，可作为磁共振成像对比剂、磁热疗剂、药物递释载体等医用材料，在生物医学领域获得广泛应用[Advanced Healthcare Materials,2020,9(9):1901058；Materials Today,2016,19(3):157
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168；Chemical Society Reviews,2015,44(14):4501
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4516；Chemical Reviews,2015,115(19):10637
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10689]。最新研究发现，当铁氧体颗粒尺寸减小到5nm以下，其可形成由高占比的表面顺磁性非晶层与内部极小铁磁性晶核构成的核壳结构，并展示出优异的磁共振T1增强效应[Nano Letters,2009,9(12):4434
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4440；Langmuir,2007,23(8):4583
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458]。当前超小铁氧体纳米颗粒在磁共振T1对比剂领域的研究已经取得了长足的进展，但可控宏量制备具有活性基团修饰的、水溶性单分散超小铁氧体纳米颗粒的方法仍然缺少。
[0003]目前单分散超小铁氧体纳米颗粒的主要制备方法一般分为两类：高温有机相合成法以及水相还原金属盐的方法[Drug Discovery Today,2019,24(3):835
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844；Advanced Materials,2018,30(49):1802309]。
[0004]传统水相还原金属盐的方法制备铁氧体纳米颗粒时，由于其过程的生长速度快，难于控制，所制备的铁氧体纳米颗粒通常尺寸较大且不均匀；此外，通过在水相中加入稳定剂来控制其生长速度是一种常用的制备单分散铁氧体纳米颗粒的方法，但结合在颗粒表面的稳定剂导致后续修饰活性基团困难；同时，由于水相反应温度低，铁氧体颗粒结晶度差，影响其磁共振T1增强性能。
[0005]高温有机相合成法可获得单分散、高结晶度的超小铁氧体纳米颗粒，然而其仅能获得油溶性纳米颗粒，需要将油相颗粒通过修饰水溶性分子才能用于生物医学应用，操作复杂，成本较高。

技术实现思路

[0006]为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种配体分子协同微波制备超小铁氧体纳米颗粒的方法及应用。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
[0007]一种配体分子协同微波制备超小铁氧体纳米颗粒的方法，通过将金属前驱体和配体分子按比例混合，并加入pH调节剂调节pH值，然后在微波条件下反应，所述金属前驱体形成铁氧体纳米颗粒，所述配体分子修饰于所述铁氧体纳米颗粒表面，得到直径尺寸为2～5nm的超小铁氧体纳米颗粒；其中，所述金属前驱体由含铁的盐和金属M的盐组成，且所述金属M为Fe、Mn、Co、Ni、Zn、Cu、Mg中的任一种；所述含铁的盐、所述金属M的盐与所述配体分子的摩尔比为2：1：60～150。
[0008]在本专利技术的一个实施例中，所述配体分子为异官能团双取代的PEG衍生物，包括第一类基团X和第二类基团Y，形成X
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PEG
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Y结构；所述第一类基团X结合在所述铁氧体纳米颗粒的表面，通过调控所述第一类基团X的种类来调控颗粒的表面能进而控制铁氧体纳米颗粒的尺寸满足超小的范围；所述第二类基团Y通过X
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PEG
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结合于所述铁氧体纳米颗粒，并为所述铁氧体纳米颗粒提供生物靶向功能或提供靶向活性位点，以使所述配体分子修饰的超小铁氧体纳米颗粒与特定生物组织靶向性结合。
[0009]在本专利技术的一个实施例中，所述第一类基团X为羟肟酸基团、磷酸基、羧基、邻苯二酚基中的任一种。
[0010]在本专利技术的一个实施例中，所述第二类基团Y为巯基、马来酰亚胺、羧基、邻苯二酚基、苯胺基、羟肟酸基团中的任一种。
[0011]在本专利技术的一个实施例中，所述配体分子的浓度为20～50mM。
[0012]在本专利技术的一个实施例中，所述含铁的盐包括：氯化铁、硝酸铁、硫酸铁、碳酸铁中的至少一种。
[0013]在本专利技术的一个实施例中，所述金属M的盐包括：硝酸铁、硝酸钴、硝酸锰、硝酸镍、硝酸铜、硝酸锌、硝酸镁、硫酸铁、硫酸钴、硫酸镍、硫酸锰、硫酸锌、氯化铁、氯化钴、氯化锰、氯化镍、氯化铜、氯化锌、氯化镁中至少一种。
[0014]在本专利技术的一个实施例中，所述微波条件为：微波温度调控范围为100～150℃，微波功率调控范围为100～2800W，微波时间调控范围为5～15min。
[0015]本专利技术还提供了一种配体分子修饰的超小铁氧体纳米颗粒，包括铁氧体纳米颗粒，以及修饰于所述铁氧体纳米颗粒表面的配体分子；所述铁氧体纳米颗粒由金属前驱体形成，所述金属前驱体由含铁的盐和金属M的盐组成，且所述金属M为Fe、Mn、Co、Ni、Zn、Cu、Mg中的任一种；所述配体分子修饰的超小铁氧体纳米颗粒由含铁的盐、金属M的盐及金属配体分子按摩尔比为2:1:60～150混合，并加入pH调节剂调节pH值，然后在微波条件下反应得到；所述配体分子修饰的超小铁氧体纳米颗粒的直径尺寸为2～5nm；
[0016]所述配体分子为异官能团双取代的PEG衍生物，所述PEG衍生物包括第一类基团X和第二类基团Y，形成X
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PEG
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Y结构；
[0017]所述第一类基团X结合在所述铁氧体纳米颗粒表面，通过调控所述第一类基团X的种类来调控颗粒的表面能进而控制纳米颗粒的尺寸满足超小的范围；所述第二类基团Y通过X
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PEG
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结合于所述铁氧体纳米颗粒，并为所述铁氧体纳米颗粒提供生物靶向功能或提供靶向活性位点，以使所述铁氧体纳米颗粒与特定生物组织靶向性结合。
[0018]本专利技术还提供了一种配体分子修饰的超小铁氧体纳米颗粒的应用，所述配体分子修饰的超小铁氧体纳米颗粒由上面任一项所述的制备方法制备而成，应用于磁共振成像、细胞长期跟踪或磁纳米颗粒成像领域。
[0019]本专利技术的有益效果：本专利技术的配体分子协同微波制备超小铁氧体纳米颗粒的方法，制备得到的超小铁氧体纳米颗粒尺寸组分可控，生产周期短，单分散性好，结晶度高；且超小铁氧体纳米颗粒具有生物活性基团，通过该生物活性基团可以实现其与特定生物组织的靶向性结合，提供生物靶向功能或提供靶向活性位点，可以应用在磁共振成像、磁热疗等生物医学等多个领域。
[0020]以下将结合附图及实施例对本专利技术做进一步详细说明。
附图说明
[0021]图1是本专利技术实施例提供的一种配体分子修饰的超小铁氧体纳米颗粒及各组成部分的结构示意图；
[0022本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种配体分子协同微波制备超小铁氧体纳米颗粒的方法，其特征在于，通过将金属前驱体和配体分子按比例混合，并加入pH调节剂调节pH值，然后在微波条件下反应，所述金属前驱体形成铁氧体纳米颗粒，所述配体分子修饰于所述铁氧体纳米颗粒表面，得到直径尺寸为2～5nm的超小铁氧体纳米颗粒；其中，所述金属前驱体由含铁的盐和金属M的盐组成，且所述金属M为Fe、Mn、Co、Ni、Zn、Cu、Mg中的任一种；所述含铁的盐、所述金属M的盐与所述配体分子的摩尔比为2：1：60～150。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述配体分子为异官能团双取代的PEG衍生物，包括第一类基团X和第二类基团Y，形成X
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PEG
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Y结构；所述第一类基团X结合在所述铁氧体纳米颗粒的表面，通过调控所述第一类基团X的种类来调控颗粒的表面能进而控制铁氧体纳米颗粒的尺寸满足超小的范围；所述第二类基团Y通过X
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PEG
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结合于所述铁氧体纳米颗粒，并为所述铁氧体纳米颗粒提供生物靶向功能或提供靶向活性位点，以使所述配体分子修饰的超小铁氧体纳米颗粒与特定生物组织靶向性的结合。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一类基团X为羟肟酸基团、磷酸基、羧基、邻苯二酚基中的任一种。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二类基团Y为巯基、马来酰亚胺、羧基、邻苯二酚基、苯胺基、羟肟酸基团中的任一种。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述配体分子的浓度为20～50mM。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含铁的盐包括：氯化铁、硝酸铁、硫酸铁、碳酸铁中的至少一种。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属M的盐包括：硝酸铁、硝...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊海明，王燕云，张欢，高曦，
申请(专利权)人：西安超磁纳米生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：