一種超順磁性四氧化三鐵納米顆粒的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種超順磁性四氧化三鐵納米顆粒的制備方法，屬于四氧化三鐵納米領(lǐng)域。本發(fā)明從豬肝中提取得游離的三價鐵離子，再加入二價鐵，使其在堿性的調(diào)節(jié)下生成納米四氧化三鐵，最后再經(jīng)過煅燒、磁性分離即可得到超順磁性四氧化三鐵，本發(fā)明得到的四氧化三鐵具有水溶性、超順磁性、良好的分散性、粒徑分布均一，可以良好的應(yīng)用在生物醫(yī)學(xué)和生物技術(shù)領(lǐng)域。
【專利說明】
一種超順磁性四氧化三鐵納米顆粒的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明公開了一種超順磁性四氧化三鐵納米顆粒的制備方法，屬于四氧化三鐵納米領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，超順磁性氧化鐵納米顆粒被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)和生物技術(shù)領(lǐng)域，如基因靶向給藥、細胞分離、自動化DNA提取、熱療和磁共振等。所提供的納米磁珠必須具有生物相容性、水溶性、超順磁性等特點，還要求有較長的血管內(nèi)存在時間，即能夠逃脫機體網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)的吞噬作用。此外，磁珠粒徑范圍也有一定要求:一方面需有較大粒徑產(chǎn)生足夠的機械力；另一方面粒徑過大可能堵塞毛細血管，因此磁珠粒徑需在200?100nm之間。所要求的產(chǎn)品在國內(nèi)市場上難尋蹤跡，國外產(chǎn)品價格較高，包被物不盡相同，粒徑在數(shù)十納米至數(shù)百納米之間。這對創(chuàng)新性研究十分不利。
[0003]Fe3O4納米粒子的合成方法有很多，主要可以分為兩類:物理合成法和化學(xué)合成法。物理合成法指的是機械球磨法，它是近年來才發(fā)展起來的一種制備納米粒子的方法，屬于由大晶粒變?yōu)樾【Я５奈锢矸鬯檫^程。這個方法的優(yōu)點是操作簡單、成本低、制備效率較高，但是這種方法在制備過程中容易引入雜質(zhì)，使得產(chǎn)品的純度不高，顆粒粒徑分布也不均勻，制備時消耗能量大，制備時間長。與物理方法相比化學(xué)法具有很大優(yōu)勢，常用的化學(xué)制備方法主要有共沉淀法、水熱法、微乳液法和高溫分解法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題:針對制備納米Fe3O4顆粒，在洗滌、過濾和干燥時顆粒間易發(fā)生團聚，水溶性差，導(dǎo)致合成周期長，而且應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)中由于粒徑過大可能堵塞毛細血管的問題，提供了一種超順磁性四氧化三鐵納米顆粒的制備方法，本發(fā)明從豬肝中提取得游離的三價鐵離子，再加入二價鐵，使其在堿性的調(diào)節(jié)下生成納米四氧化三鐵，最后再經(jīng)過煅燒、磁性分離即可得到超順磁性四氧化三鐵，本發(fā)明得到的四氧化三鐵具有水溶性、超順磁性、良好的分散性、粒徑分布均一，可以良好的應(yīng)用在生物醫(yī)學(xué)和生物技術(shù)領(lǐng)域。
[0005]
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
(1)稱取200?300g新鮮的豬肝，將豬肝用絞肉機絞碎，取20?30g絞碎后的
豬肝放入500mL的錐形瓶中，按固液比1: 6向加入去離子水，攪拌混合后用濃度
1.5mol/L鹽酸調(diào)節(jié)pH2.0?2.5，調(diào)節(jié)后向混合物中加入總質(zhì)量0.3?0.5%的胃蛋白酶-鹽酸溶液，并在37°C和100?120r/min下恒溫振蕩反應(yīng)2?3h;
(2)上述振蕩反應(yīng)結(jié)束后用濃度為lmol/L的碳酸氫鈉溶液調(diào)節(jié)pH為6.0?
6.5，調(diào)節(jié)后再加入總質(zhì)量I?3%胰蛋白酶-膽鹽溶液，攪拌混合均勻，將裝有50mL蒸餾水的透析袋放入錐形瓶中，將錐形瓶置于振蕩儀中，在37°C和100?120r/min轉(zhuǎn)速下振蕩3?4h，振蕩結(jié)束后取出透析袋； (3)將錐形瓶中混合液過濾，得濾液，再取出透析袋中的液體與濾液按體積比
I: I混合，向混合液中按體積比5:1加入飽和硫酸銨溶液，靜置10?14h后進行加熱煮沸15?20111；[11，煮沸結(jié)束后在5000?80001'/111；[11轉(zhuǎn)速下離心分離15?20111；[11，得上清液；
(4)將上清液裝入密封容器中，并按體積比2:1向其中加入濃度為0.3mol/L
氯化鐵溶液，用質(zhì)量分數(shù)35%氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH為8.0?8.5，調(diào)節(jié)后從容器底部通入空氣，控制空氣通入的速率為15?20mL/s進行曝氣30?50min，曝氣處理后在室溫下靜置30?40h，靜置后向其中按體積比1:5加入無水乙醇，待沉淀完全析出后抽濾得濾渣，并放入60?70°C的烘箱中干燥5?7h;
(5 )將上述干燥后的濾渣放入馬弗爐中，設(shè)置馬弗爐的溫度為650?750 °C，并向爐中通入氮氣，在氮氣的保護下進行煅燒50?70min，煅燒結(jié)束后冷卻至室溫取出，將煅燒物放入磁場中，控制磁場強度為1000?3000￥/111，分離20?30111；[11，收集分離物再在10000?30000V/m的磁場強度下分離30?40min，收集分離物，分別用蒸饋水和無水乙醇清洗I?2次后放入真空干燥箱中干燥4?5h后，即可得到超順磁性四氧化三鐵。
[0006]所述的胃蛋白酶-鹽酸溶液是稱取15?20g胃蛋白酶將其溶于濃度為0.lmol/L鹽酸溶液中，并用0.lmol/L鹽酸溶液定容至150mL。
[0007]所述的胰蛋白酶-膽鹽溶液是稱取5?8g胰蛋白酶和13.5?14.0g豬膽鹽放入濃度為0.lmol/L的碳酸氫鈉溶液中，并用碳酸氫鈉溶液定容至500mL。
本發(fā)明制備得到超順磁性四氧化三鐵形狀為球形，粒徑為100?200nm，質(zhì)量飽和磁場強度為80.2?82.4emu/g，純度>98.8wt%。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:
(1)本發(fā)明得到的四氧化三鐵具有水溶性、超順磁性、良好的分散性、粒徑分布均一，可以良好的應(yīng)用在生物醫(yī)學(xué)和生物技術(shù)領(lǐng)域；
(2)本發(fā)明原料來源豐富，制備工藝簡單，使用方便，成本低。
【具體實施方式】
[0009]稱取200?300g新鮮的豬肝，將豬肝用絞肉機絞碎，取20?30g絞碎后的豬肝放入500mL的錐形瓶中，按固液比1:6向加入去離子水，攪拌混合后用濃度1.5mol/L鹽酸調(diào)節(jié)pH2.0?2.5，調(diào)節(jié)后向混合物中加入總質(zhì)量0.3?0.5%的胃蛋白酶-鹽酸溶液，并在37 °(:和100?120r/min下恒溫振蕩反應(yīng)2?3h;振蕩反應(yīng)結(jié)束后用濃度為lmol/L的碳酸氫鈉溶液調(diào)節(jié)pH為6.0?6.5，調(diào)節(jié)后再加入總質(zhì)量I?3%胰蛋白酶-膽鹽溶液，攪拌混合均勾，將裝有50mL蒸饋水的透析袋放入錐形瓶中，將錐形瓶置于振蕩儀中，在37°C和100?120r/min轉(zhuǎn)速下振蕩3?4h，振蕩結(jié)束后取出透析袋;將錐形瓶中混合液過濾，得濾液，再取出透析袋中的液體與濾液按體積比1:1混合，向混合液中按體積比5:1加入飽和硫酸銨溶液，靜置10?14h后進行加熱煮沸15?20min，煮沸結(jié)束后在5000?8000r/min轉(zhuǎn)速下離心分離15?20min，得上清液;將上清液裝入密封容器中，并按體積比2:1向其中加入濃度為0.3mol/L氯化鐵溶液，用質(zhì)量分數(shù)35%氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH為8.0?8.5，調(diào)節(jié)后從容器底部通入空氣，控制空氣通入的速率為15?20mL/s進行曝氣30?50min，曝氣處理后在室溫下靜置30?40h，靜置后向其中按體積比I: 5加入無水乙醇，待沉淀完全析出后抽濾得濾渣，并放入60?700C的烘箱中干燥5?7h; 將上述干燥后的濾渣放入馬弗爐中，設(shè)置馬弗爐的溫度為650?750°C，并向爐中通入氮氣，在氮氣的保護下進行煅燒50?70min，煅燒結(jié)束后冷卻至室溫取出，將煅燒物放入磁場中，控制磁場強度為1000?3000￥/111，分離20?30111；[11，收集分離物再在10000?30000￥/111的磁場強度下分離30?40min，收集分離物，分別用蒸饋水和無水乙醇清洗I?2次后放入真空干燥箱中干燥4?5h后，即可超順磁性四氧化三鐵。
[0010]所述的胃蛋白酶-鹽酸溶液是稱取15?20g胃蛋白酶將其溶于濃度為0.lmol/L鹽酸溶液中，并用0.1mo 1/L鹽酸溶液定容至150mL;所述的胰蛋白酶-膽鹽溶液是稱取5?8g胰蛋白酶和13.5?14.0g豬膽鹽放入濃度為0.lmol/L的碳酸氫鈉溶液中，并用碳酸氫鈉溶液定容至500mL。
實例I
稱取200g新鮮的豬肝，將豬肝用絞肉機絞碎，取20g絞碎后的豬肝放入500mL的錐形瓶中，按固液比1:6向加入去離子水，攪拌混合后用濃度1.5mol/L鹽酸調(diào)節(jié)pH2.0，調(diào)節(jié)后向混合物中加入總質(zhì)量0.3%的胃蛋白酶-鹽酸溶液，并在37 0C和100r/min下恒溫振蕩反應(yīng)2h ；振蕩反應(yīng)結(jié)束后用濃度為lmol/L的碳酸氫鈉溶液調(diào)節(jié)pH為6.0，調(diào)節(jié)后再加入總質(zhì)量1%胰蛋白酶-膽鹽溶液，攪拌混合均勻，將裝有50mL蒸餾水的透析袋放入錐形瓶中，將錐形瓶置于振蕩儀中，在37 °C和10r/min轉(zhuǎn)速下振蕩3h，振蕩結(jié)束后取出透析袋;將錐形瓶中混合液過濾，得濾液，再取出透析袋中的液體與濾液按體積比1:1混合，向混合液中按體積比5:1加入飽和硫酸銨溶液，靜置1h后進行加熱煮沸15min，煮沸結(jié)束后在5000r/min轉(zhuǎn)速下離心分離15min，得上清液;將上清液裝入密封容器中，并按體積比2:1向其中加入濃度為0.3mol/L氯化鐵溶液，用質(zhì)量分數(shù)35%氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH為8.0，調(diào)節(jié)后從容器底部通入空氣，控制空氣通入的速率為15mL/s進行曝氣30min，曝氣處理后在室溫下靜置30h，靜置后向其中按體積比1:5加入無水乙醇，待沉淀完全析出后抽濾得濾渣，并放入60°C的烘箱中干燥5h;將上述干燥后的濾渣放入馬弗爐中，設(shè)置馬弗爐的溫度為650°C，并向爐中通入氮氣，在氮氣的保護下進行煅燒50min，煅燒結(jié)束后冷卻至室溫取出，將煅燒物放入磁場中，控制磁場強度為1000V/m，分離20min，收集分離物再在10000V/m的磁場強度下分離30min，收集分離物，分別用蒸餾水和無水乙醇清洗I次后放入真空干燥箱中干燥4h后，即可得到超順磁性四氧化三鐵。
[0011]所述的胃蛋白酶-鹽酸溶液是稱取15g胃蛋白酶將其溶于濃度為0.lmol/L鹽酸溶液中，并用0.1moI/L鹽酸溶液定容至150mL;所述的胰蛋白酶-膽鹽溶液是稱取5g胰蛋白酶和13.5g豬膽鹽放入濃度為0.lmol/L的碳酸氫鈉溶液中，并用碳酸氫鈉溶液定容至500mL。
[0012]本發(fā)明制備得到超順磁性四氧化三鐵形狀為球形，粒徑為100nm，質(zhì)量飽和磁場強度為 80.2 emu/g，純度為 99.0wt%。
[0013]
實例2
稱取250g新鮮的豬肝，將豬肝用絞肉機絞碎，取25g絞碎后的豬肝放入500mL的錐形瓶中，按固液比1:6向加入去離子水，攪拌混合后用濃度1.5mol/L鹽酸調(diào)節(jié)pH2.3，調(diào)節(jié)后向混合物中加入總質(zhì)量0.4%的胃蛋白酶-鹽酸溶液，并在370C和110r/min下恒溫振蕩反應(yīng)2.5h ；振蕩反應(yīng)結(jié)束后用濃度為lmol/L的碳酸氫鈉溶液調(diào)節(jié)pH為6.3，調(diào)節(jié)后再加入總質(zhì)量2%胰蛋白酶-膽鹽溶液，攪拌混合均勻，將裝有50mL蒸餾水的透析袋放入錐形瓶中，將錐形瓶置于振蕩儀中，在37°C和llOr/min轉(zhuǎn)速下振蕩3.5h，振蕩結(jié)束后取出透析袋;將錐形瓶中混合液過濾，得濾液，再取出透析袋中的液體與濾液按體積比1:1混合，向混合液中按體積比5:1加入飽和硫酸銨溶液，靜置12h后進行加熱煮沸17min，煮沸結(jié)束后在6500r/min轉(zhuǎn)速下離心分離17min，得上清液；將上清液裝入密封容器中，并按體積比2:1向其中加入濃度為
0.3mol/L氯化鐵溶液，用質(zhì)量分數(shù)35%氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH為8.3，調(diào)節(jié)后從容器底部通入空氣，控制空氣通入的速率為17mL/s進行曝氣40min，曝氣處理后在室溫下靜置35h，靜置后向其中按體積比I: 5加入無水乙醇，待沉淀完全析出后抽濾得濾渣，并放入65 °C的烘箱中干燥6h;將上述干燥后的濾渣放入馬弗爐中，設(shè)置馬弗爐的溫度為700°C，并向爐中通入氮氣，在氮氣的保護下進行煅燒60min，煅燒結(jié)束后冷卻至室溫取出，將煅燒物放入磁場中，控制磁場強度為2000V/m，分離25min，收集分離物再在20000V/m的磁場強度下分離35min，收集分離物，分別用蒸餾水和無水乙醇清洗1.5次后放入真空干燥箱中干燥4.5h后，即可得到超順磁性四氧化三鐵。
[0014]所述的胃蛋白酶-鹽酸溶液是稱取17g胃蛋白酶將其溶于濃度為0.lmol/L鹽酸溶液中，并用0.lmol/L鹽酸溶液定容至150mL;所述的胰蛋白酶-膽鹽溶液是稱取6g胰蛋白酶和13.7g豬膽鹽放入濃度為0.lmol/L的碳酸氫鈉溶液中，并用碳酸氫鈉溶液定容至500mL。
[0015]本發(fā)明制備得到超順磁性四氧化三鐵形狀為球形，粒徑為150nm，質(zhì)量飽和磁場強度為 81.5emu/g，純度為 99.2wt%。
[0016]實例3
稱取300g新鮮的豬肝，將豬肝用絞肉機絞碎，取30g絞碎后的豬肝放入500mL的錐形瓶中，按固液比1:6向加入去離子水，攪拌混合后用濃度1.5mol/L鹽酸調(diào)節(jié)pH2.5，調(diào)節(jié)后向混合物中加入總質(zhì)量0.5%的胃蛋白酶-鹽酸溶液，并在37 0C和120r/min下恒溫振蕩反應(yīng)3h ；振蕩反應(yīng)結(jié)束后用濃度為lmol/L的碳酸氫鈉溶液調(diào)節(jié)pH為6.5，調(diào)節(jié)后再加入總質(zhì)量3%胰蛋白酶-膽鹽溶液，攪拌混合均勻，將裝有50mL蒸餾水的透析袋放入錐形瓶中，將錐形瓶置于振蕩儀中，在37 °C和120r/min轉(zhuǎn)速下振蕩4h，振蕩結(jié)束后取出透析袋;將錐形瓶中混合液過濾，得濾液，再取出透析袋中的液體與濾液按體積比1:1混合，向混合液中按體積比5:1加入飽和硫酸銨溶液，靜置14h后進行加熱煮沸20min，煮沸結(jié)束后在8000r/min轉(zhuǎn)速下離心分離20min，得上清液;將上清液裝入密封容器中，并按體積比2:1向其中加入濃度為0.3mol/L氯化鐵溶液，用質(zhì)量分數(shù)35%氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH為8.5，調(diào)節(jié)后從容器底部通入空氣，控制空氣通入的速率為20mL/s進行曝氣50min，曝氣處理后在室溫下靜置40h，靜置后向其中按體積比
I: 5加入無水乙醇，待沉淀完全析出后抽濾得濾渣，并放入70 0C的烘箱中干燥7h;將上述干燥后的濾渣放入馬弗爐中，設(shè)置馬弗爐的溫度為750°C，并向爐中通入氮氣，在氮氣的保護下進行煅燒70min，煅燒結(jié)束后冷卻至室溫取出，將煅燒物放入磁場中，控制磁場強度為3000V/m，分離30min，收集分離物再在30000V/m的磁場強度下分離40min，收集分離物，分別用蒸餾水和無水乙醇清洗2次后放入真空干燥箱中干燥5h后，即可得到超順磁性四氧化三鐵。
[0017]所述的胃蛋白酶-鹽酸溶液是稱取20g胃蛋白酶將其溶于濃度為0.lmol/L鹽酸溶液中，并用0.lmol/L鹽酸溶液定容至150mL;所述的胰蛋白酶-膽鹽溶液是稱取8g胰蛋白酶和14.0g豬膽鹽放入濃度為0.lmol/L的碳酸氫鈉溶液中，并用碳酸氫鈉溶液定容至500mL。
[0018]本發(fā)明制備得到超順磁性四氧化三鐵形狀為球形，粒徑為200nm，質(zhì)量飽和磁場強度為 82.4emu/g，純度為 99.4wt%。
【主權(quán)項】
1.一種超順磁性四氧化三鐵納米顆粒的制備方法，其特征在于具體制備步驟為: (1)稱取200?300g新鮮的豬肝，將豬肝用絞肉機絞碎，取20?30g絞碎后的豬肝放入500mL的錐形瓶中，按固液比1:6向其中加入去離子水，攪拌混合后用濃度1.5mol/L鹽酸調(diào)節(jié)pH至2.0?2.5，調(diào)節(jié)后向混合物中加入總質(zhì)量0.3?0.5%的胃蛋白酶-鹽酸溶液，并在37<€和100?1201'/111；[11下恒溫振蕩反應(yīng)2?311; (2)上述振蕩反應(yīng)結(jié)束后用濃度為lmol/L的碳酸氫鈉溶液調(diào)節(jié)pH為6.0?6.5，調(diào)節(jié)后再加入總質(zhì)量I?3%胰蛋白酶-膽鹽溶液，攪拌混合均勻，將裝有50mL蒸餾水的透析袋放入錐形瓶中，將錐形瓶置于振蕩儀中，在37°C和100?120r/min轉(zhuǎn)速下振蕩3?4h，振蕩結(jié)束后取出透析袋； (3)將錐形瓶中混合液過濾，得濾液，再取出透析袋中的液體與濾液按體積比1:1混合，向混合液中按體積比5:1加入飽和硫酸銨溶液，靜置10?14h后進行加熱煮沸15?20min，煮沸結(jié)束后在5000?8000r/min轉(zhuǎn)速下離心分離15?20min，得上清液； (4)將上清液裝入密封容器中，并按體積比2:1向其中加入濃度為0.3mol/L氯化鐵溶液，用質(zhì)量分數(shù)35%氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH為8.0?8.5，調(diào)節(jié)后從容器底部通入空氣，控制空氣通入的速率為15?20mL/s進行曝氣30?50min，曝氣處理后在室溫下靜置30?40h，靜置后向其中按體積比I: 5加入無水乙醇，待沉淀完全析出后抽濾得濾渣，并放入60?700C的烘箱中干燥5?7h; (5)將上述干燥后的濾渣放入馬弗爐中，設(shè)置馬弗爐的溫度為650?750°C，并向爐中通入氮氣，在氮氣的保護下進行煅燒50?70min，煅燒結(jié)束后冷卻至室溫取出，將煅燒物放入磁場中，控制磁場強度為1000?3000V/m，分離20?30min，收集分離物再在10000?30000V/m的磁場強度下分離30?40min，收集分離物，分別用蒸饋水和無水乙醇清洗I?2次后放入真空干燥箱中干燥4?5h后，即可得到超順磁性四氧化三鐵。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超順磁性四氧化三鐵納米顆粒的制備方法，其特征在于所述的胃蛋白酶-鹽酸溶液配制方法為:稱取15?20g胃蛋白酶將其溶于濃度為0.lmol/L鹽酸溶液中，并用0.lmol/L鹽酸溶液定容至150mL。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超順磁性四氧化三鐵納米顆粒的制備方法，其特征在于所述的胰蛋白酶-膽鹽溶液配制方法為:稱取5?Sg胰蛋白酶和13.5?14.0g豬膽鹽放入濃度為0.lmol/L的碳酸氫鈉溶液中，并用碳酸氫鈉溶液定容至500mL。
【文檔編號】C01G49/08GK105836811SQ201610198019
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月31日
【發(fā)明人】吳蓉蓉, 王統(tǒng)軍
【申請人】常州創(chuàng)索新材料科技有限公司