一種生物相容的鉑納米顆粒的製備方法
2023-05-10 17:27:21
專利名稱：一種生物相容的鉑納米顆粒的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種生物相容的鉑納米顆粒的製備方法，屬於納米技術領域。
背景技術：
金屬納米膠體顆粒越來越引起人們的關注，因為它們不僅用來作為催化劑、光催 化劑、傳感器和磁流體，而且在光學、電子以及磁性器件等領域都有廣闊的應用。這些納米 顆粒以其新穎的特性，在物理、化學、生物、醫藥、材料科學等不同學科領域都有很高的應用 潛力。因此，金屬納米粒子的合成與表徵逐漸成為人們關注的焦點。 然而，目前報導的製備金屬納米顆粒的方法，大都嚴重依賴毒性較大的有機試劑。 從綠色化學的角度進行評估，應該主要考察三個方面選擇無毒無害的還原劑，選擇環境友 好的反應溶劑以及選擇"綠色環保"的穩定劑。例如，目前製備鉑納米顆粒的基本途徑為還 原氯鉑酸，常用的還原劑有甲醛、多聚甲醛、硼氫化鈉、硫代硫酸鈉、連二亞硫酸鈉、乙醇、乙 二醇、水合肼等。但是通過對各種不同的還原劑分析發現，甲醛、硼氫化鈉、水合肼等都有強 烈的毒性，實驗危險性較大；醇類還原性較弱，反應條件苛刻。另一方面，目前用於均一分散 製備金屬納米顆粒的穩定劑，如聚乙烯異丁酪胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚苯胺等，也都是對環 境有害的有機試劑。這些不僅使製備過程存在危險性，對環境有害，而且苛刻的反應條件也 不利於大規模工業生產推廣應用，同時有機溶劑的使用也不利於金屬納米顆粒在生物方面 的應用。 因此，探索一種綠色環保、反應條件溫和、生物相容性好的製備鉑納米顆粒的方 法，不僅具有極高的研究價值，也具有廣闊的應用空間。
發明內容
本發明的目的在於彌補現有鉑納米顆粒製備方法存在的不足，提供一種生物相容 的鉑納米顆粒的製備方法，採用該方法製得的鉑納米顆粒具有生物相容性和良好的分散 性，且反應條件溫和，成本低，對環境友好。 實現本發明目的的技術方案是一種生物相容的鉑納米顆粒的製備方法，該方法 是在攪拌的狀態下，將還原性糖溶於水中製成0. 05 0. 5mol/L的水溶液，向其中加入 1 40mM的氯鉑酸溶液，使還原性糖與氯鉑酸的初始摩爾比為50 500 : l，再調節體系 的pH值至pH > ll，然後置於60 9(TC水浴中加熱8 30小時，得到生物相容的鉑納米 顆粒；所述還原性糖為葡萄糖、果糖或澱粉。 上述製備方法中是用0. 1 lmol/LNaOH溶液調節體系的pH值至pH > 11。
上述製備方法的最佳條件為還原性糖水溶液的濃度為0. 13mol/L，氯鉑酸溶液 的濃度為20mM，還原性糖與氯鉑酸的初始摩爾比為200 : 1，體系的pH值為12，水浴溫度為 80°C。 果糖分子中不含醛基，但在水溶液中分子成環後可部分轉化為還原性基團；澱粉 高分子鏈部分水解後鏈端帶有醛基，也具有還原性。本發明分別利用葡萄糖、果糖、部分水解後的澱粉對氯鉑酸進行還原，均製得了分散性良好的鉑納米顆粒。更重要的是，本發明人 通過實驗研究發現，在pH > 11的鹼性環境下，還原反應才能較快的進行，而且調解pH值可 以改變粒子大小與尺寸分布，並且隨著反應時間的增加，體系會逐漸變成棕黑色，鉑納米顆 粒逐漸生成，有明顯的丁達爾現象。 採用本發明方法製備的鉑納米顆粒具有良好的分散性，且所用的試劑無毒無害， 還原性糖(葡萄糖、果糖、部分水解的澱粉)還具有生物相容性，反應條件溫和，成本低廉。 此外，本發明方法還適用於製備金、銀、鈀等金屬納米溶膠，具有廣闊的應用領域。
圖1為實施例1製備的鉑納米顆粒的TEM圖；
圖2為實施例2製備的鉑納米顆粒的TEM圖；
圖3為實施例3製備的鉑納米顆粒的TEM圖；
圖4為實施例4製備的鉑納米顆粒的TEM圖。
具體實施方式
實施例1 將O. 27g葡萄糖加入到30mL去離子水中，攪拌使其完全溶解，再向其中加入lmL 3mM的氯鉑酸，並用lmol/L的NaOH溶液調節溶液的pH值=13，然後於9(TC水浴加熱8小 時，得到鉑納米顆粒(此時體系顏色變為棕黑，有明顯的丁達爾現象)。用雷射粒度分析儀 (ZETASIZER 3000HSA)測得本實施例製備的鉑納米顆粒的平均粒徑為60. 8nm。用透射電子 顯微鏡(TEM)表徵鉑納米顆粒的形貌(見圖1)，結果表明所得鉑納米顆粒分散性良好，平均 粒徑為58nm，與雷射粒度儀所測結果吻合。
實施例2 將O. 36g葡萄糖加入到40mL去離子水中，攪拌使其完全溶解，再向其中加入lmL 40mM的氯鉑酸，並用0. lmol/L的NaOH溶液調節溶液的pH值=11，然後於6(TC水浴加熱 20小時，得到鉑納米顆粒(此時體系顏色變為棕黑，有明顯的丁達爾現象)。用透射電子顯 微鏡(TEM)表徵鉑納米顆粒的形貌(見圖2)，結果表明所得鉑納米顆粒分散性良好，平均粒 徑為70nm，與雷射粒度儀所測結果吻合。
實施例3將0. 8g果糖加入到30mL去離子水中，攪拌使其完全溶解，再向其中加入lmL20mM 的氯鉑酸，並用0. 5mol/L的NaOH溶液調節溶液的pH值=12，然後於8(TC水浴加熱12小 時，得到鉑納米顆粒(此時體系褐色，有丁達爾現象)。用透射電子顯微鏡(TEM)表徵鉑納 米顆粒的形貌(見圖3)，結果表明所得鉑納米顆粒分散性良好，粒徑< 10nm。
實施例4 將0. 8g澱粉(Mw = 20000)溶入到30mL去離子水中，再向其中加入lmL 20mM的 氯鉑酸，用0. 5mol/L的NaOH溶液調節溶液的pH值二 12，置於8(TC水浴中加熱30小時，得 到鉑納米顆粒溶膠(此時體系變為褐色，有丁達爾現象)。使用透射電子顯微鏡(TEM)表徵 鉑納米顆粒的形貌(見圖4)，結果表明所得鉑納米顆粒分散性良好，粒徑為2 4nm，與激 光粒度儀所測結果吻合。
對比實例1 將0.8g葡萄糖加入到30mL去離子水中，攪拌使其完全溶解，再向其中加入lmL 20mM氯鉑酸，並用0. 5mol/L的NaOH溶液調節溶液的pH值=8，然後置於8(TC水浴持續加 熱，無顏色變化，也無丁達爾現象，表明沒有鉑納米顆粒的生成。
對比實例2 將0.8g葡萄糖加入到30mL去離子水中，攪拌使其完全溶解，再向其中加入lmL 20mM氯鉑酸，並用0. 5mol/L的NaOH溶液調節溶液的pH值二 10，然後置於8(TC水浴持續加
熱，無顏色變化，也無丁達爾現象，表明沒有鉑納米顆粒的生成。
對比實例3 將0.8g葡萄糖加入到30mL去離子水中，攪拌使其完全溶解，再向其中加入lmL 20mM氯鉑酸，並用0. 5mol/L的NaOH溶液調節溶液的pH值二 ll，然後於25。C水浴攪拌72 小時，無顏色變化，也無丁達爾現象，表明沒有鉑納米顆粒的生成。 本發明以葡萄糖、果糖、部分水解的澱粉作為環保、廉價、生物相容的還原試劑和 保護劑，製得了分散性好的鉑納米顆粒，在物理、化學、生物、醫藥、材料科學等不同學科領 域都將會有廣闊的應用。
權利要求
一種生物相容的鉑納米顆粒的製備方法，其特徵在於在攪拌的狀態下，將還原性糖溶於水中製成0.05～0.5mol/L的水溶液，向其中加入1～40mM的氯鉑酸溶液，使還原性糖與氯鉑酸的初始摩爾比為50～500∶1，再調節體系的pH值至pH≥11，然後置於60～90℃水浴中加熱8～30小時，得到生物相容的鉑納米顆粒；所述還原性糖為葡萄糖、果糖或澱粉。
2. 根據權利要求1所述生物相容的鉑納米顆粒的製備方法，其特徵在於是用0. 1 lmol/LNaOH溶液調節體系的pH值至pH > 11。
3. 根據權利要求1所述生物相容的鉑納米顆粒的製備方法，其特徵在於所述還原性 糖水溶液的濃度為O. 13mol/L，還原性糖與氯鉑酸的初始摩爾比為200 : l，體系的pH值為 12，水浴溫度為80°C。
全文摘要
本發明公開了一種生物相容的鉑納米顆粒的製備方法，該方法是在攪拌的狀態下，將還原性糖溶於水中製成0.05～0.5mol/L的水溶液，向其中加入1～40mM的氯鉑酸，使還原性糖與氯鉑酸的初始摩爾比為50～500∶1，再調節體系的pH值至pH≥11，然後置於60～90℃水浴中加熱8～30小時，得到生物相容的鉑納米顆粒；所述還原性糖為葡萄糖、果糖或澱粉。本發明方法所用試劑無毒無害、對環境友好，反應條件溫和，成本低，所得鉑納米顆粒具有良好的分散性和生物相容性，並且可以通過控制溶液的pH值來調控鉑納米顆粒的粒徑。
文檔編號B22F9/24GK101733411SQ20091027325
公開日2010年6月16日 申請日期2009年12月15日 優先權日2009年12月15日
發明者劉鈺銘, 卜呈浩, 徐俊驊, 胡浩, 趙興中, 陳仁傑, 黃柳, 黃浩 申請人:武漢大學