專利名稱：核殼型La_1-xSr_xMnO₃/Au納米復(fù)合粒子及其制備方法
核殼型Lai_xSrxMn03/Au納米復(fù)合粒子及其制備方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于生物醫(yī)藥材料領(lǐng)域,特別涉及一種核殼型LahSrxMnO3Au納米復(fù)合粒子及其制備方法。
背景技術(shù)：
研究表明磁性納米粒子FeCo和超順磁性氧化鐵納米粒子(Fe304，y _Fe203或它們的衍生物)等用于磁熱療(MHT)有望成為治療各種癌癥行之有效的手段。但由于它們的居里溫度(Tc)過(guò)高，在磁熱療過(guò)程中必須通過(guò)植入溫度計(jì)控制升溫以避免損傷正常的組織。最近，人們發(fā)現(xiàn)LahSrxMnO3 (LSM0，0.175彡x彡0.8)納米粒子顯示良好的鐵磁性或軟鐵磁性，其居里溫度可以通過(guò)改變X在283K到371K范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，在居里溫度Tc以下，LSMO納米粒子顯示鐵或含鐵磁性行為，高于這個(gè)溫度時(shí)他們就會(huì)變?yōu)轫槾判?，至此就不能夠再加熱。因此，LSMO納米粒子Tc略高于315K，可以作為治療溫度過(guò)高時(shí)的保險(xiǎn)絲或在體內(nèi)作為控制開關(guān)。此外，由于LSMO納米粒子高的導(dǎo)電性，在MHT過(guò)程還會(huì)表現(xiàn)出增強(qiáng)的加熱速率。LSMO納米粒子已被作為一種競(jìng)爭(zhēng)性很強(qiáng)的控溫材料開始引起世界各國(guó)的關(guān)注。但是，目前制備的LSMO納米粒子在生物相容性、水相中的擴(kuò)散性、精確控制溫度方面存在嚴(yán)重缺陷，極大地限制了它們的應(yīng)用范圍。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種新型的兼具光學(xué)和磁學(xué)性質(zhì)的核殼型LahSrxMnO3Au納米復(fù)合粒子及其制備方法，可以賦予LSMO納米粒子良好的光學(xué)活性，同時(shí)解決LSMO納米粒子在水相中的擴(kuò)散性和生物活性差的問(wèn)題。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:核殼型LahxSrxMnO3/Au納米復(fù)合粒子，所述的納米復(fù)合粒子以La1ISrxMnO3為核，0.1彡X彡0.8，核直徑5-50nm，以Au為殼，Au殼厚度l_3nm，表面包裹有表面活性劑。
所述核殼型LahSrxMnO3Au納米復(fù)合粒子的制備方法可如下進(jìn)行:在PE0-PP0-PE0或PVP表面活性劑的作用下，先制備LahSrxMnO3磁性納米粒子，然后在磁性納米粒子表面包裹Au殼。
較好的LahSrxMnO3磁性納米粒子的制備方法如下:用乙酰丙酮鑭或醋酸鑭、乙酰丙酮錳或醋酸錳、乙酰丙酮鍶或 醋酸鍶為前驅(qū)體，以聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯或聚乙烯吡咯烷酮為表面活性劑，以1，2-十六烷二醇為還原劑，以正辛醚為溶劑，采用納米微乳液法制備納米粉體，納米粉體700-90(TC燒結(jié)后獲得LahSrxMnO3納米粒子。
具體的，先將三種前驅(qū)體按一定比例和1，2_十六烷二醇及聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯(PE0-PP0-PE0)或聚乙烯吡咯烷酮在正辛醚中均勻混合，在1-2 h內(nèi)將混合物加熱到100-120°C并保溫1-2 h，之后在10 min中內(nèi)升溫到250_300°C并回流加熱48-72h ;反應(yīng)產(chǎn)物去除溶劑后進(jìn)行燒結(jié)，2h之內(nèi)從室溫升至700-900°C，接著在700-900°C煅燒10-12h，得到LSMO磁性納米粒子。
以前軀體的總物質(zhì)量為Immol計(jì)，加入的溶劑的用量為10_30 ml、表面活性劑的物質(zhì)的量為0.0Ol-1mmol。
包裹Au殼時(shí)，以Au (ac)3或氯酸金為前驅(qū)體，以聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯或聚乙烯吡咯烷酮為表面活性劑，超聲或攪拌條件下進(jìn)行。
本發(fā)明首次采用納米微乳液法以金屬配合物為前驅(qū)體通過(guò)選擇合適聚合物表面活性劑制備出核殼型LahSrxMnO3Au納米復(fù)合粒子。
本發(fā)明通過(guò)在LSMO外層包裹納米金賦予了磁性納米粒子獨(dú)特的光學(xué)活性、生物相容性和化學(xué)穩(wěn)定性，從而使其在磁熱療、溫度開關(guān)、藥物輸送和釋放、生物傳感器和免疫診斷等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。
納米微乳液法在制備納米粒子領(lǐng)域中最關(guān)鍵的是表面活性劑的選擇。表面活性劑是一大類有機(jī)化合物，是一種兩親性物質(zhì)，其結(jié)構(gòu)由兩部分組成:親油基和親水基，且分處兩端形成不對(duì)稱結(jié)構(gòu)。表面活性劑的這種獨(dú)特雙親結(jié)構(gòu)，具有良好的吸附性，易形成膠束，可作為穩(wěn)定劑來(lái)穩(wěn)定納米材料，而且還具有一定的還原作用，被廣泛的應(yīng)用于納米材料的合成中。表面活性劑的種類很多，本發(fā)明中采用兼具水溶性和生物相容性的無(wú)毒、電中性聚合物分子聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯PE0-PP0-PE0嵌段共聚物為表面活性劑。PE0-PP0-PE0是用共價(jià)鍵將親水的PEO鏈段和疏水的PPO鏈段聯(lián)結(jié)在一起的高分子，是一類分子鏈柔軟、親水性好、無(wú)毒、生物安全性好的聚醚，是一類非離子性的高分子表面活性劑，商品名是Pluronic。Pluronic中PEO作為親水鏈段，是一種無(wú)毒、親水、非免疫原性的聚合物，具有優(yōu)異的生物相容性，常用來(lái)作為各種微粒的立體保護(hù)劑，能有效地避免與免疫球蛋白作用，阻礙載體與吞噬細(xì)胞黏合，延長(zhǎng)載體的體內(nèi)循環(huán)時(shí)間。親水PEO嵌段形成膠束的外殼已被證實(shí)能阻止血小板的聚集，適合應(yīng)用于藥物載體領(lǐng)域。嵌段共聚物不但能夠自組裝成形態(tài)不同、尺寸可調(diào)的納米單元，而且反應(yīng)后易除去，是一種優(yōu)良的納米材料模板劑，在介孔材料的設(shè)計(jì)合成過(guò)程得到應(yīng)用。另外具有優(yōu)良的生物相容性，可以很容易的進(jìn)行功能性基團(tuán)修飾，在生物材料中得到廣泛的應(yīng)用。嵌段共聚物具有溫度依賴的膠團(tuán)化性質(zhì)，將其接枝在生物相容性高分子或PH值敏感高分子上，可以呈現(xiàn)更加優(yōu)良的性質(zhì)，該類功能高分子可以應(yīng)用到溫敏材料和定向釋放的藥物載體方面。在一定的濃度與溫度下，Pluixmic共聚物在水溶液中自發(fā)形成膠束，其疏水鏈段PPO相互纏繞形成疏水性內(nèi)核，而親水鏈段PEO則環(huán)繞在外形成柔韌的親水性外殼。疏水內(nèi)核為納米粒子的成核及生長(zhǎng)提供了一個(gè)穩(wěn)定的微反應(yīng)環(huán)境即納米微反應(yīng)器，并因其特有的雙親性而具有穩(wěn)定納米粒子的作用。親水性外殼使膠束可以穩(wěn)定的存在于水溶液或體液。因此，Pluixmic共聚物包裹的納米粒子在醫(yī)學(xué)上有良好的應(yīng)用前景。本發(fā)明采用的PE0-PP0-PE0具體為PE0-PP0-PE0 (Mav.5800)。
本發(fā)明制備的PE0-PP0-PE0或PVP包裹核殼型LanSrxMnO3Au納米復(fù)合粒子具有以下優(yōu)點(diǎn): 1)同時(shí)兼具磁學(xué)和光學(xué)性能； 2)居里轉(zhuǎn)變超銳利； 3)水相中具有良好的擴(kuò)散性； 4)粒徑分布窄、結(jié)晶度高、組成和粒徑大小可調(diào)控，Au殼層厚度可調(diào)； 5)生物親和性優(yōu)良(Au殼具有生物親和性)； 6)基于Au殼性質(zhì)，易與生物活性分子偶聯(lián)。
本發(fā)明制備方法簡(jiǎn)單，所用溶劑為環(huán)境友好型，便于工業(yè)化生產(chǎn)。
本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，有以下優(yōu)點(diǎn): 本發(fā)明通過(guò)制備核殼型LahSrxMnO3Au納米復(fù)合粒子使納米粒子同時(shí)兼具優(yōu)異的光學(xué)性能和良好的磁學(xué)性能，同時(shí)解決了現(xiàn)有LSMO納米粒子水相擴(kuò)散性和生物相容性差的問(wèn)題。LahSrxMnO3Au納米復(fù)合粒子在磁熱療、光療、藥物輸送和釋放、熱磁致開關(guān)等方面有應(yīng)用潛能，是生物、醫(yī)藥領(lǐng)域一種良好的材料。


圖1為實(shí)施例1制得復(fù)合納米粒子的磁性分析圖；圖2為實(shí)施例1制得復(fù)合納米粒子在水溶液中的紫外可見(jiàn)吸收光譜；圖3為實(shí)施例1制得復(fù)合納米粒子的TEM ；圖4為實(shí)施例1制得復(fù)合納米粒子的HRTEM。
具體實(shí)施方式
以下以具體實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此: 實(shí)施例1 1)將乙酰丙酮鑭(1.1989 mmol,0.523 g)、乙酰丙酮錳(1.7998 mmol，0.6340g)、乙酰丙酮鍶(0.6010 mmol,0.1718 g)三種前驅(qū)體加入250 ml三口燒瓶中，再加入1，2-十六烷二醇(C14H29CH(OH) CH2 (OH) (1.5 mmol, 0.3881 g)、聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯(PE0-PP0-PE0) (0.0819 mmoI，0.474如)和正辛醚(C8H17OC8H17, 95%) (50 ml)，磁力攪拌均勻混合； 2)在2h內(nèi)將I)得到的混合物加熱到120 °C并保溫2 h，之后在10 min之內(nèi)迅速升溫到300°C并回流加熱72 h。
3 )反應(yīng)所得納米粉體經(jīng)離心沉淀去除溶劑后裝入管式爐進(jìn)行燒結(jié)，2h之內(nèi)從室溫升至800°C，接著在800°C煅燒10h，得到LSMO磁性納米粒子。
4)包裹Au殼時(shí)，室溫下在100 ml乙醇溶劑中混合50 mg LSMO納米粒子和0.05 g聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯表面活性劑,攪拌下滴入50 mg Au(ac)3的乙醇飽和溶液，不斷攪拌下反應(yīng)進(jìn)行8h可制得PE0-PP0-PE0包裹核殼型LahSrxMnO3Au納米復(fù)合粒子。
獲得的納米復(fù)合粒子的性能見(jiàn)圖1-4。
從圖1可以看出納米粒子在約320K迅速由鐵磁性行為轉(zhuǎn)變?yōu)轫槾判孕袨椤膱D2可以看出納米粒子擴(kuò)散于水中在262 nm和600 nm左右有明顯的吸收峰，600 nm處的吸收峰可歸結(jié)于Au的表面等離子體共振，說(shuō)明了 Au殼的形成。圖1、2說(shuō)明本發(fā)明制備的核殼型LSMO/Au納米復(fù)合粒子兼具優(yōu)異的磁學(xué)和光學(xué)性能，同時(shí)在水相具有良好的擴(kuò)散性。從圖3、4可看出本發(fā)明制備的納米粒子粒徑分布窄、結(jié)晶度高。
實(shí)施例2 I)將乙酰丙酮鑭(1.1989 mmol,0.523 g)、乙酰丙酮錳(1.7998 mmol，0.6340g)、乙酰丙酮鍶(0.6010 mmol,0.1718 g)三種前驅(qū) 體加入250 ml三口燒瓶中，再加入1，2-十六烷二醇(C14H29CH(OH) CH2 (OH) (1.5 mmol, 0.3881 g)、聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯(PE0-PP0-PE0) (0.819 mmol，4.74如)和正辛醚(C8H17OC8H17, 95%) (100 ml)，磁力攪拌均勻混合； 2)在2 h內(nèi)將I)得到的混合物加熱到120 °C并保溫2 h，之后在10 min中之內(nèi)迅速升溫到300 °C并回流加熱48 h。
3)反應(yīng)所得納米粉體經(jīng)離心沉淀去除溶劑后裝入管式爐進(jìn)行燒結(jié)，2h之內(nèi)從室溫升至900°C，接著在900°C煅燒10，得到LSMO磁性納米粒子。
4)包裹Au殼時(shí)，室溫下在100 ml乙醇溶劑中混合50 mg LSMO納米粒子和0.05 g聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯表面活性劑,攪拌下滴入25 mg Au(ac)3的乙醇飽和溶液，不斷攪拌下反應(yīng)進(jìn)行6 h可制得PE0-PP0-PE0包裹核殼型LahSrxMnO3Au納米復(fù)合粒子。
實(shí)施例3 1)將乙酰丙酮鑭(0.8999 mmol,0.3926 g)、乙酰丙酮錳(1.7998 mmol，0.6340g)、乙酰丙酮鍶(0.8999 mmol,0.2572 g)三種前驅(qū)體加入250 ml三口燒瓶中，再加入1，2-十六烷二醇(C14H29CH(OH) CH2 (OH) (1.5 mmol, 0.3881 g)、聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯(PE0-PP0-PE0) (0.0819 mmoI，0.474如)和正辛醚(C8H17OC8H17, 95%) (50 ml)，磁力攪拌均勻混合； 2)在2h內(nèi)將I)得到的混合物加熱到120 °C并保溫2 h，之后在10 min中之內(nèi)迅速升溫到280 °C并回流加熱72 h。
3)反應(yīng)所得納米粉體經(jīng)離心沉淀去除溶劑后裝入管式爐進(jìn)行燒結(jié)，2h之內(nèi)從室溫升至700°C，接著在700°C煅燒12h，得到LSMO磁性納米粒子。
4)包裹Au殼時(shí)，室溫下在100 ml乙醇溶劑中混合50 mg LSMO納米粒子和0.05 g聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯表面活性劑,攪拌下滴入50 mg Au(ac)3的乙醇飽和溶液，不斷攪拌下反應(yīng)進(jìn)行8h可制得PE0-PP0-PE0包裹核殼型LahSrxMnO3Au納米復(fù)合粒子。
上述實(shí)施例為本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明所作的改變均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.核殼型LahSrxMnO3Au納米復(fù)合粒子，其特征在于，所述的納米復(fù)合粒子以La1^SrxMnO3為核，0.1 ^ x <0.8,核直徑5_50nm,以Au為殼，Au殼厚度l-3nm,表面包裹有表面活性劑。
2.權(quán)利要求1所述核殼型LahSrxMnO3Au納米復(fù)合粒子的制備方法,其特征在于,在PE0-PP0-PE0或PVP表面活性劑的作用下，先制備LahSrxMnO3磁性納米粒子，然后在磁性納米粒子表面包裹Au殼。
3.如權(quán)利要求2所述的核殼型LahSrxMnO3Au納米復(fù)合粒子的制備方法,其特征在于，LahSrxMnO3M性納米粒子的制備方法如下:用乙酰丙酮鑭或醋酸鑭、乙酰丙酮錳或醋酸錳、乙酰丙酮鍶或醋酸鍶為前驅(qū)體，以聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯或聚乙烯吡咯烷酮為表面活性劑，以1，2-十六烷二醇為還原劑，正辛醚為溶劑，采用納米微乳液法制備納米粉體，納米粉體700-900°C燒結(jié)后獲得Lai_xSrxMn03納米粒子。
4.如權(quán)利要求3所述的核殼型LahSrxMnO3Au納米復(fù)合粒子的制備方法,其特征在于，先將三種前驅(qū)體、1，2-十六烷二醇及聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯或聚乙烯吡咯烷酮在正辛醚中均勻混合，在1-2 h內(nèi)將混合物加熱到100-120 °C并保溫1-2 h，之后在10 min中內(nèi)升溫到250-300°C并回流加熱48-72 h ;反應(yīng)產(chǎn)物去除溶劑后進(jìn)行燒結(jié)，2h之內(nèi)從室溫升至700-900°C，接著在700-900°C煅燒10_12h，得到LahxSrxMnO3磁性納米粒子。
5.如權(quán)利要求4所述的核殼型LahSrxMnO3Au納米復(fù)合粒子的制備方法,其特征在于，以前軀體的總物質(zhì)量為Immol計(jì)，加入 的溶劑的用量為10-30 ml、表面活性劑的物質(zhì)的量為 0.0Ol-1mmolo
6.如權(quán)利要求2-5任一所述的核殼型LahSrxMnO3Au納米復(fù)合粒子的制備方法,其特征在于，包裹Au殼時(shí)，以Au (ac)3或氯酸金為前驅(qū)體，以聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯或聚乙烯吡咯烷酮為表面活性劑，超聲或攪拌條件下進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明屬于生物醫(yī)藥材料領(lǐng)域，特別涉及一種核殼型La1-xSrxMnO3/Au納米復(fù)合粒子及其制備方法。所述的納米復(fù)合粒子以Au為殼，以La1-xSrxMnO3為核，0.1≤χ≤0.8，核直徑5-50nm，Au殼厚度1-3nm，表面包裹有表面活性劑。本發(fā)明通過(guò)制備核殼型La1-xSrxMnO3/Au納米復(fù)合粒子使納米粒子同時(shí)兼具優(yōu)異的光學(xué)性能和良好的磁學(xué)性能，同時(shí)解決了現(xiàn)有LSMO納米粒子水相擴(kuò)散性和生物相容性差的問(wèn)題。
文檔編號(hào)B22F9/24GK103203451SQ201310037898
公開日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月31日
發(fā)明者劉紅玲, 吳君華, 管錚, 程文正, 王現(xiàn)紅, 張曉燕, 邵紅琴 申請(qǐng)人:河南大學(xué)