一种聚合物修饰的无机纳米材料冻干粉、制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种聚合物修饰的无机纳米材料冻干粉，包括如下质量百分比的原料：聚合物修饰的无机纳米材料：20～40％；冻干保护剂：60～80％；修饰所述无机纳米材料聚合物的相对分子质量为1000

【技术实现步骤摘要】
一种聚合物修饰的无机纳米材料冻干粉、制备方法及其应用


[0001]本专利技术属于无机纳米材料
，具体涉及一种聚合物修饰的无机纳米材料冻干粉、制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]无机纳米材料因其尺寸极小、比表面积大等原因，与宏观体相材料相比，仍然处于热力学不稳定状态，其长期保存面临颗粒聚集或解离等风险，这是影响其应用性能的主要因素。因此，研发无机纳米材料长期稳定保存方法是具有重要意义。目前主要通过修饰配体后在水相中直接保存，如德国拜耳先灵医药股份有限公司生产Advanced Magnetics的菲立磁(Feridex)，铁羧葡胺(resovist)分别通过修饰大分子葡聚糖和羧葡聚糖，通过配体间的空间排斥力和静电相互作用力保持溶液体系稳定。但是水相中长时间保存仍面临离子释放与颗粒团聚等问题，难以满足临床应用需求。
[0003]冷冻干燥是指将被干燥含水物料冷冻成固体，在低温减压条件下利用水的升华性能，使物料低温脱水而达到干燥目的。与直接溶液形式保存相比，冻干后形成的疏松多孔的“蛋糕”可以避免以液体形式储存中出现的团聚，沉降等问题。
[0004]东南大学顾宁教授课题组报道的公开了一种注射用小分子修饰氧化铁纳米颗粒冻干粉及制备方法(中国专利CN101366953A)，该粉剂由小分子修饰的氧化铁纳米颗粒，冻干保护剂及稳定剂组成。
[0005]该冻干粉在冷冻干燥过程中，添加高分子聚合物作为稳定剂，在
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40℃～
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15℃预冻6～12小时，冷冻干燥12～24小时。解决了小分子修饰的氧化铁纳米颗粒的保存问题。
[0007]近年来随着无机纳米技术的发展，人们发现在纳米材料表面适当使用聚合物包覆可以有效防止纳米材料在生理环境中聚集，延长血液循环时间。聚合物修饰的无机纳米材料在生物医学中的应用越来越多，且制备技术成熟。如Hyeon团队大规模合成了PEG修饰的氧化铁纳米团簇，用做磁共振成像造影剂有良好的成像性能，在磁共振成像领域展现出巨大潜力(Lu,Y.；Xu,Y.；Zhang,G.；Hyeon,T.,etal.Iron oxide nanoclusters for T 1magnetic resonance imaging ofnon
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human primates.Nat Biomed Eng.2017；1(8):637
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643.)，又如Miqin Zhang团队以PEG修饰的氧化铁纳米颗粒为平台，有负载上多肽用以靶向肿瘤实现精准检测(Veiseh,O.；Sun,C.；Gunn,J.；Zhang,M,,et al.Optical and MRI multifunctional nanoprobe for targetinggliomas.Nano Lett.2005；5(6):1003
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1008.)。表明聚合物修饰的无机纳米材料可以作为一个平台，可以进一步修饰来增强其实用性。目前所有聚合物修饰的无机纳米材料均采用在溶液中保存的方法，无法实现无机纳米材料12个月以上的长期保存。

技术实现思路

[0008]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聚合物修饰的无机纳米
材料冻干粉、制备方法及其应用。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
[0009]本专利技术实施例的第一方面提供一种聚合物修饰的无机纳米材料冻干粉，原料质量百分比如下：
[0010]聚合物修饰的无机纳米材料
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20～40％
[0011]冻干保护剂
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60～80％
[0012]修饰所述无机纳米材料的聚合物的相对分子质量为1000
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10000；
[0013]所述冻干保护剂包括：糖类化合物或多元醇。
[0014]在本专利技术的一个实施例中，所述无机纳米材料包括：铁氧体纳米颗粒、金纳米颗粒或者量子点，且尺寸在1
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50nm。
[0015]在本专利技术的一个实施例中，所述聚合物包括：聚乙二醇衍生物、葡聚糖衍生物、壳聚糖衍生物、PVP或透明质酸。
[0016]在本专利技术的一个实施例中，所述糖类化合物包括：蔗糖、乳糖、葡萄糖、海藻糖、右旋糖苷和麦芽糖中的至少一种；所述多元醇包括：甘露醇和山梨醇中的至少一种。
[0017]本专利技术实施例的第二方面提供一种聚合物修饰的无机纳米材料冻干粉的制备方法，包括以下步骤：
[0018]步骤一，将聚合物修饰的无机纳米材料与含有冻干保护剂的注射用水搅拌混合均匀并超声分散；其中，聚合物修饰的无机纳米材料和冻干保护剂的质量百分比为20～40％和60～80％；
[0019]步骤二，将步骤一制备的溶液进行加热灭菌，得到预制混合溶液；
[0020]步骤三，将所述预制混合溶液降温至预冻温度，所述预冻温度比所述预制混合溶液共晶点温度低20～15℃，预冻1～3小时；
[0021]步骤四，将步骤三制备的产品升温至低于所述冻干保护剂的共晶点温度5～10℃，保持0.5～3小时，再降温到所述预冻温度保持0.5～1.5小时，重复此过程2～4次；
[0022]步骤五，将步骤四制备的产品在真空下升温至低于所述冻干保护剂的共晶点温度2～5℃，保持3～6小时；
[0023]步骤六，将步骤五制备的产品在真空下升温至25～40℃，保持3～6小时，制备完成得到冻干粉。
[0024]在本专利技术的一个实施例中，所述步骤三中的降温速率和所述步骤五以及步骤六中的升温速率均为15～25℃/h；所述步骤四中的降温速率和升温速率均为5～15℃/h。
[0025]本专利技术实施例的第三方面提供一种聚合物修饰的无机纳米材料冻干粉在磁共振成像、磁热治疗和/或荧光探针中的应用。
[0026]本专利技术的有益效果：
[0027]本专利技术在冷冻过程中糖类或多元醇冻干保护剂会变成稳定的高粘玻璃态，防止纳米颗粒聚集，糖类或多元醇氢键取代水的氢键减少了冰晶与纳米颗粒之间的相互作用。与之同时糖类或多元醇与修饰的高分子聚合物形成氢键，利用氢键提供的相互作用增强冻干保护剂的支撑作用，且无需使用稳定剂，降低了冻干保护剂的使用量，从而达到了在不影响冻干粉稳定性的前提下，冻干效果佳。通过细化冻干曲线制得含水量在1％左右的冻干粉，延长了无机纳米材料的保存时间，提升无机纳米材料的应用性能。
附图说明：
[0028]图1是专利技术实施例三的磷酸化PEG修饰的MnFe2O4纳米颗粒冻干前后水合粒径对比图；
[0029]图2是专利技术实施例三的磷酸化PEG修饰的MnFe2O4纳米颗粒冻干前后T1弛豫率对比图；
[0030]图3是专利技术实施例四的葡聚糖修饰的金纳米颗粒冻干前后紫外对比图；
[0031]图4是专利技术实施例四的葡聚糖修饰的金纳米颗粒冻干前后水合粒径对比图。
具体实施方式
[0032]下面结合具体实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚合物修饰的无机纳米材料冻干粉，其特征在于，原料质量百分比如下：聚合物修饰的无机纳米材料20～40％冻干保护剂60～80％修饰所述无机纳米材料的聚合物的相对分子质量为1000
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10000；所述冻干保护剂包括：糖类化合物或多元醇。2.根据权利要求1所述的一种聚合物修饰的无机纳米材料冻干粉，其特征在于，所述无机纳米材料包括：铁氧体纳米颗粒、金纳米颗粒或者量子点，且尺寸在1
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50nm。3.根据权利要求1所述的一种聚合物修饰的无机纳米材料冻干粉，其特征在于，所述聚合物包括：聚乙二醇衍生物、葡聚糖衍生物、壳聚糖衍生物、PVP或透明质酸。4.根据权利要求1所述的一种聚合物修饰的无机纳米材料冻干粉，其特征在于，所述糖类化合物包括：蔗糖、乳糖、葡萄糖、海藻糖、右旋糖苷和麦芽糖中的至少一种；所述多元醇包括：甘露醇和山梨醇中的至少一种。5.一种聚合物修饰的无机纳米材料冻干粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，将聚合物修饰的无机纳米材料与含有冻干保护剂的注射用水搅拌混合均匀并超声分散；其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊海明，单宝康，彭明丽，张欢，姚环宇，雷达，
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：