釓摻雜的氧化鋅納米顆粒及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種釓摻雜的氧化鋅納米顆粒及其制備方法，將甲基丙烯酸鋅和釓化合物溶于溶劑中加熱后得到無色透明的溶液，加入0.3克的偶氮二異丁腈和15毫升的甲基丙烯酸－單甲基聚乙二醇酯，加熱，攪拌5分鐘后再加入0.3克的偶氮二異丁腈和100毫升0.15mol/L的堿溶液；該混合物在加熱攪拌條件下回流1小時，用去離子水中透析提純，最后得到水溶液產物。本發(fā)明的優(yōu)點在于采用生物相容性較好的廉價鋅材料，通過溶膠凝膠法直接合成釓摻雜的氧化鋅納米顆粒產品，降低了最終產物的生物毒性，降低了產品成本，并使得該產物具有磁共振和熒光雙功能成像的應用前景。
【專利說明】釓摻雜的氧化鋅納米顆粒及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氧化鋅納米顆粒及其制備方法，特別是涉及一種釓摻雜的氧化鋅納米顆粒及其制備方法。
【背景技術】
[0002]隨著生物醫(yī)學研究和診斷的需要，利用納米材料進行生物成像的技術顯越來越受人們的關注。生物成像技術主要包括光學成像,核磁共振成像,超聲成像和正電子成像等。由于多功能成像能提供更多研究和診斷信息，因而使得大量的研究工作者投入多功能材料的制備研究中。
[0003]目前的突光成像(Fluorescence Imaging, FI)主要是利用有機突光染料或無機突光納米材料進行造影成像，具有靈敏度高，檢測時間短等優(yōu)勢。傳統(tǒng)的有機熒光染料易被光漂白，穩(wěn)定性較差，它們的激發(fā)峰窄，特定的有機染料要求特定波長的激發(fā)光激發(fā)，發(fā)射峰寬而不對稱，嚴重拖尾或重疊，容易相互干擾；有機染料常常是多個染料分子連接到單個生物分子上，許多常用染料的光譜性質有標記誘導效應；此外有機染料一般毒性比較大。而無機熒光納米材料光化學穩(wěn)定較好，激發(fā)峰寬，發(fā)射峰窄，呈對稱高斯分布，重疊小，可用同一激發(fā)光進行多熒光顏色標記；熒光顏色可通過控制其組成和大小進行調節(jié)；無機熒光納米材料一般通過配體化學作用進行生物交聯，多個生物分子連接到一個納米顆粒上，關于標記誘導效應的信息較少。此外，通過表面修飾的手段，可以大大的降低無機熒光納米材料的毒性。上述特征使得無機熒光納米顆粒在生物熒光標記應用上具有很大的優(yōu)勢。然而，由于無機納米顆粒熒光發(fā)射一般需要光源激發(fā)，因此利用熒光成像對深層組織進行檢測的時候存在局限性。
[0004]磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging, MRI)是一種無創(chuàng)傷性的影像診斷手段。目前研究的MRI造影劑主要包括T1陽性造影劑和T2陰性造影劑。T1陽性造影劑主要為多胺多羧酸類釓(Gd)配合物及其衍生物；T2陰性造影劑主要為超順磁性氧化鐵及其衍生物。多胺多羧酸類釓(Gd)配合物及其衍生物在1988年就已經被批準作為MRI造影劑，但這類試劑弛豫率比較低，因此臨床應用時需要注射大劑量的藥物，這必然增加藥物對生物題的毒性效應。而超順磁性氧化鐵及其衍生物在應用于磁共振和熒光雙功能成像時，一般使用在超順磁氧化鐵表面修飾上有機染料，或者將其和有機染料共同包覆在殼層內，超順磁氧化鐵本身不同時具備磁共振和熒光雙功能成像特性。磁共振成像可對深層組織進行成像，但靈敏度不如熒光成像。
[0005]基于磁共振成像和熒光成像具有很好的互補性質，對具有磁共振和熒光雙功能成像造影劑的研究開發(fā)非常具有科學研究和臨床應用價值。
[0006]文獻介紹了一種采用釓摻雜氧化鋅合成同時具有MRI和熒光成像的產物。該方法采用醋酸鋅，醋酸釓與TMAH在乙醇中反應制得產物。但所得產物最高量子產率只有34%，因此改進合成方案提高量子產率將充分發(fā)揮了兩種成像技術的優(yōu)勢，為研究和臨床診斷提供更加可靠的信息，促進該類產品的生物醫(yī)學應用。
【發(fā)明內容】

[0007]為了克服現有技術的不足，本發(fā)明提供了一種釓摻雜的氧化鋅納米顆粒及其制備方法。
[0008]一種釓摻雜的氧化鋅納米顆粒的制備方法，其特征在于，將甲基丙烯酸鋅和釓化合物溶于100毫升的溶劑中，加熱后得到無色透明的溶液，其中鋅鹽濃度為0.1 mo I/L ;禮與鋅的摩爾比為0-0.12 ;向甲基丙烯酸鋅和釓的混合溶液中加入0.3克的偶氮二異丁腈和15毫升的甲基丙烯酸一單甲基聚乙二醇酯，一起加熱反應，反應溫度為60-100°C，攪拌5分鐘后再加入0.3克的偶氮二異丁腈和100毫升0.15mol/L的堿溶液；該混合物在加熱攪拌條件下回流I小時，用去離子水中透析提純，最后得到水溶液產物。
[0009]所述釓化合物為氯化釓及其水合物，或硝酸釓及其水合物，或硫酸釓及其水合物。
[0010]所述溶劑為乙醇，乙二醇，一縮二乙二醇，二縮三乙二醇中的任一種。
[0011]所述堿為氫氧化鈉，氫氧化鋰，氫氧化鉀，氫氧化鈣，氨水中的任一種。
[0012]根據上述任意一項所述的方法制備得到的釓摻雜的氧化鋅納米顆粒。
[0013]本方法利用溶膠凝膠法可以直接合成出尺寸均一，分散良好的釓摻雜的氧化鋅納米顆粒。該納米粒子的內核是釓摻雜的氧化鋅量子點，外殼是共聚高分子，兩個組分通過共價鍵連接，因此具有非常好的穩(wěn)定性。高分子外殼分為兩層，內層是疏水的聚酯，保護釓摻雜的氧化鋅不受外面水分子的進攻，外層是親水的聚醇，使整個材料能夠很好的溶解在水中。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點在于采用生物相容性較好的廉價鋅材料，通過溶膠凝膠法直接合成釓摻雜的氧化鋅納米顆粒產品，一方面，降低了最終產物的生物毒性，另一方面降低了產品成本，并使得該產物具有磁共振和熒光雙功能成像的應用前景。該納米顆粒具有親水外層，使整個材料能很好的溶解在水中。產物合成過程綠色，不涉及高毒性有機物，也不涉及高溫高壓等高能手段，對合成條件要求低，操作簡單易行，可進行大規(guī)模生產。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為實施例1的釓摻雜的氧化鋅納米顆粒的透射電鏡圖。
[0016]圖2為實施例5的釓摻雜的氧化鋅納米顆粒的透射電鏡圖。
[0017]圖3為實施例9的釓摻雜的氧化鋅納米顆粒的透射電鏡圖。
【具體實施方式】
[0018]實施例1:
將甲基丙烯酸鋅和釓化合物溶于100毫升的乙醇中，稍稍加熱后得到無色透明的溶液，其中鋅鹽濃度約為0.1 mol/L ;釓與鋅的摩爾比為0.04。向甲基丙烯酸鋅溶液中加入0.3克的偶氮二異丁腈(AIBN)和15毫升的甲基丙烯酸一單甲基聚乙二醇酯，一起加熱反應，反應溫度為80°C，攪拌5分鐘后再加入0.3克的偶氮二異丁腈(AIBN)和100毫升0.15mol/L的氫氧化鋰溶液。該混合物在加熱攪拌條件下回流I小時，用去離子水中透析提純，最后得到水溶液產物。
[0019]實施例2，實施例3，實施例4:重復實施例1，但堿溶液分別調整為氫氧化鈉，氫氧化鉀，氫氧化鈣。
[0020]實施例5:
將甲基丙烯酸鋅和釓化合物溶于100毫升的乙醇中，稍稍加熱后得到無色透明的溶液，其中鋅鹽濃度約為0.1 mol/L ;釓與鋅的摩爾比為0.08。向甲基丙烯酸鋅和釓的混合溶液中加入0.3克的偶氮二異丁腈(AIBN)和15毫升的甲基丙烯酸一單甲基聚乙二醇酯，一起加熱反應，反應溫度為80°C，攪拌5分鐘后再加入0.3克的偶氮二異丁腈(AIBN)和100毫升0.15mol/L的氫氧化鋰溶液。該混合物在加熱攪拌條件下回流I小時，用去離子水中透析提純，最后得到水溶液產物。
[0021 ] 實施例6，實施例7，實施例8:
重復實施例5，但含釓化合物調整為氯化釓，硝酸釓，硫酸釓。
[0022]實施例9:
將甲基丙烯酸鋅和釓化合物溶于100毫升的乙醇中，稍稍加熱后得到無色透明的溶液，其中鋅鹽濃度約為0.1 mol/L ;釓與鋅的摩爾比為0.12。向甲基丙烯酸鋅和釓的混合溶液中加入0.3克的偶氮二異丁腈(AIBN)和15毫升的甲基丙烯酸一單甲基聚乙二醇酯，一起加熱反應，反應溫度為60-100°C，攪拌5分鐘后再加入0.3克的偶氮二異丁腈(AIBN)和100毫升0.15mol/L的氫氧化鋰溶液。該混合物在加熱攪拌條件下回流I小時，用去離子水中透析提純，最后得到水溶液產物。
[0023]實施例10， 實施例11，實施例12:
重復實施例9，但反應溶劑分別調整為乙二醇，一縮二乙二醇，二縮三乙二醇。
[0024]實施例13:
將甲基丙烯酸鋅和釓化合物溶于100毫升的乙醇中，稍稍加熱后得到無色透明的溶液，其中鋅鹽濃度約為0.1 mol/L ;釓與鋅的摩爾比為0.08。向甲基丙烯酸鋅和釓的混合溶液中加入0.3克的偶氮二異丁腈(AIBN)和15毫升的甲基丙烯酸一單甲基聚乙二醇酯，一起加熱反應，反應溫度為60-100°C，攪拌5分鐘后再加入0.3克的偶氮二異丁腈(AIBN)和100毫升0.15mol/L的氫氧化鋰溶液。該混合物在加熱攪拌條件下回流I小時，用去離子水中透析提純，最后得到水溶液產物。
[0025]實施例14，實施例15，實施例16，實施例17:
重復實施例15，但調整反應溫度為60°C，70°C，90°C，10(rC。
【權利要求】
1.一種釓摻雜的氧化鋅納米顆粒的制備方法，其特征在于，將甲基丙烯酸鋅和釓化合物溶于100毫升的溶劑中，加熱后得到無色透明的溶液，其中鋅鹽濃度為0.1 mo I/L ;釓與鋅的摩爾比為0-0.12 ;向甲基丙烯酸鋅和釓的混合溶液中加入0.3克的偶氮二異丁腈和15毫升的甲基丙烯酸一單甲基聚乙二醇酯，一起加熱反應，反應溫度為60-100°C，攪拌5分鐘后再加入0.3克的偶氮二異丁腈和100毫升0.15mol/L的堿溶液；該混合物在加熱攪拌條件下回流I小時，用去離子水中透析提純，最后得到水溶液產物。
2.根據權利要求1所述釓摻雜的氧化鋅納米顆粒的制備方法，其特征在于，所述釓化合物為氯化釓及其水合物，或硝酸釓及其水合物，或硫酸釓及其水合物。
3.根據權利要求1所述釓摻雜的氧化鋅納米顆粒的制備方法，其特征在于，所述溶劑為乙醇，乙二醇，一縮二乙二醇，二縮三乙二醇中的任一種。
4.根據權利要求1所述釓摻雜的氧化鋅納米顆粒的制備方法，其特征在于，所述堿為氫氧化鈉，氫氧化鋰，氫氧化鉀，氫氧化鈣，氨水中的任一種。
5.根據 權利要求1-4任意一項所述的方法制備得到的釓摻雜的氧化鋅納米顆粒。
【文檔編號】C09K11/54GK103992792SQ201410207031
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年5月16日 優(yōu)先權日:2014年5月16日
【發(fā)明者】何丹農, 張華娟, 程杰軍, 朱君, 周涓, 許建榮 申請人:上海納米技術及應用國家工程研究中心有限公司