磁性羧化殼聚糖/摻雜稀土複合微粒及其製備方法
2023-12-02 16:11:11
專利名稱：磁性羧化殼聚糖/摻雜稀土複合微粒及其製備方法
技術領域：
本發明涉及磁性羧化殼聚糖/摻雜稀土複合微粒及其製備方法，屬於生物標記領域。
背景技術：
具有很好的磁響應性與螢光特性的多功能納米微粒在靶向藥物、酶的固定化、生物分子測定、細胞的分離、核磁共振成像與螢光成像等領域有廣泛的應用前景，是近年來的研究熱點。已經報導的有!^e3O4-量子點、!^e3O4-有機染料、!^e3O4-稀土等複合微粒，一般都是先製備狗304及量子點等納米微粒，然後用S^2或高分子材料包覆，再在包覆層通過化學反應引入活性基團進行改性，提高其生物相容性，與其他物質連接。摻雜稀土發光納米微粒作為螢光標記材料具有一系列突出的優點，如毒性低、化學穩定性好、發光強度高而穩定、Stokes位移大和抗光漂白等，不但能克服有機染料類發光標記物質穩定性差的缺點，還能有效地解決量子點的細胞毒性和光閃爍問題。摻雜稀土發光納米微粒在生物學領域應用已受到重視。!^e3O4具有較好的磁響應性，無毒副作用，在體內循環時間較長，其在細胞分離、靶向載藥、磁共振成像、腫瘤磁介導熱療等方面有著廣泛的應用。羧化殼聚糖是一種水溶性好的生物大分子，無毒副作用，生物相容性好。分子中含有大量的-C00H，-NH2和-OH基團，易於進行改性，與其他物質連接。磁性羧化殼聚糖/摻雜稀土複合微粒通過羧化殼聚糖將!^e3O4與摻雜稀土發光納米微粒結合於一體，具有很好的磁響應性與螢光特性，生物相容性好，毒性低，可作為多功能生物標記探針用於核磁共振成像與螢光成像，在靶向藥物、酶的固定化、生物分子測定、 細胞的分離等領域有廣泛的應用。目前未見有相關研究報導。
發明內容
本發明的內容是雙功能的磁性羧化殼聚糖/摻雜稀土複合微粒及其原位合成方法。本發明提供的磁性羧化殼聚糖/摻雜稀土複合微粒，其中磁性羧化殼聚糖由羧化殼聚糖與二價鐵鹽、三價鐵鹽反應生成，Fe3+與狗2+的質量比為2:1，羧化殼聚糖與狗3+的質量比為10/1 22/1 ；
摻雜稀土由LaF3和EuF3組成，EuF3的摩爾百分數為20-80% ；或摻雜稀土由LaF3、CeF3 和TbF3組成，CeF3的摩爾百分數為20-80%，TbF3的摩爾百分數為5-30% ； La3+與Fe3+的質量比為5/1 9/1。上述複合微粒的製備方法是
1)將羧化殼聚糖溶於水配製成濃度為0.1 0. 2wt%的溶液；
2)在配好的羧化殼聚糖溶液中添加二價鐵鹽和三價鐵鹽，Fe3+與狗2+的質量比為2:1， 羧化殼聚糖與狗3+的質量比為10/1 22/1，調節pH為8-14，於溫度40_80°C下，反應l_6h， 生成磁性羧化殼聚糖；
3)在步驟2得到的溶液中，調節pH為3-8，添加La和Eu的氯化物，其中Eu氯化物的摩爾百分數為20-80%, La3+與Fe3+的質量比為5/1 9/1 ；或添加La、Ce和Tb氯化物，其中Ce氯化物的摩爾百分數為20-80%，Tb氯化物的摩爾百分數為5-30%，La3+與!^3+的質量比為5/1 9/1 ；混勻後再加入氟化銨溶液，於20 90°C下反應0. 5 8h ； 4)反應結束後，磁分離、水洗，製得磁性羧化殼聚糖/摻雜稀土複合微粒。制好的複合微粒進行磁響應性觀察及螢光測定，該複合微粒表現出較強的磁響應性能和螢光性能。本發明的複合微粒既具有較強的磁響應性能，又具有較好的螢光性能；製備方法簡便易行、條件溫和、無毒；在生物、醫藥等方面應用前景廣闊。
圖1實施例1製得複合粒子螢光光譜圖(激發波長λ =290nm)； 圖2實施例1製得複合粒子在紫外燈下；
圖3實施例1製得複合粒子在紫外燈和磁場作用下； 圖4實施例2製得複合粒子螢光光譜圖(激發波長λ =397nm)。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明作進一步的說明，但不限制本發明。實施例1
稱取0. 1500g羧化殼聚糖溶解於150mL 二次水中，加入到250mL三口燒瓶中， 氮氣保護下，超聲攪拌 30min。加 Λ 2. 2mL 鐵鹽(FeCl3 · 6H20 0. 0216g, FeCl2 · 4H20 0. 0162g)，攪拌均勻，滴加0. 65mL 28wt%的氨水，反應液pH 11，升溫到80°C，繼續反應池。反應結束後，用鹽酸調節其PH至6左右，溫度維持60°C，按順序於三口燒瓶中加入 3. 2mLLaCl3-7H20 (0. 64mmol)，3. 6mLCeCl3-7H20 (0. 62mmol)，1. 2mLTbCl3.6H20 (0. 24mmol)，最後加入IOmLNH4F溶液(4. 5 mmol NH4F, IOmL去離子水)，持續攪拌lh。反應結束後，磁分離、水洗，將最終產品分散於適量去離子水中，室溫保存。所得產品表現出良好的磁響應性與螢光特性。實施例2
稱取0. 1500g羧化殼聚糖溶解於150mL 二次水中，加入到250mL三口燒瓶中， 氮氣保護下，超聲攪拌 30min。加 Λ 2. 2mL 鐵鹽(FeCl3 · 6H20 0. 0203g, FeCl2 · 4H20 0. 0159g)，攪拌均勻，滴加0. 65mL 28wt%的氨水(反應液pH 11)，升溫至60°C，繼續反應池。反應結束後，用鹽酸調節其PH至6左右，溫度維持60°C，按順序於三口燒瓶中加 Λ 3. 2mLLaCl3-7H20(0. 64mmol)，3. 6mLEuCl3-7H20 (0. 60mmol)，最後加入 IOmLNH4F 溶液 (3. BmmolNH4F, IOmL去離子水)，持續攪拌lh。反應結束後，磁分離、水洗，將最終產品分散於適量去離子水中，室溫保存。所得產品表現出良好的磁響應性與螢光特性。實施例3
稱取0. 1500g羧化殼聚糖溶解於150mL 二次水中，加入到250mL三口燒瓶中， 氮氣保護下，超聲攪拌 30min。加 Λ 2. 2mL 鐵鹽(FeCl3 · 6H20 0. 0216g, FeCl2 · 4H20 0. 0162g)，攪拌均勻，滴加0. 65mL 28wt%的氨水(反應液pH 11)，升溫至60°C，繼續反應證。反應結束後，用鹽酸調節其PH至6左右，溫度維持60°C，按順序於三口燒瓶中加入 3. 2mLLaCl3-7H20 (0. 64mmol)，3. 6mLCeCl3-7H20 (0. 72mmol)，1. 2mLTbCl3.6H20 (0. 24mmol)，最
4後加入IOmLNH4F溶液(4. 8 mmol NH4F, IOmL去離子水)，持續攪拌池。反應結束後，磁分離、水洗，將最終產品分散於適量去離子水中，室溫保存。所得產品表現出良好的磁響應性與螢光特性。實施例4
稱取0. 2000g羧化殼聚糖溶解於150mL 二次水中，加入到250mL三口燒瓶中， 氮氣保護下，超聲攪拌 30min。加 Λ 2. 2mL 鐵鹽(FeCl3 · 6H20 0. 0203g, FeCl2 · 4H20 0. 0159g)，攪拌均勻，滴加0. 75mL 28wt%的氨水(反應液pH 10)，升溫至60°C，繼續反應池。反應結束後，用鹽酸調節其PH至6左右，溫度維持40°C，按順序於三口燒瓶中加入 3. 2mLLaCl3-7H20 (0. 64mmol)，3. 6mLCeCl3-7H20 (0. 72mmol)，1. 2mLTbCl3.6H20 (0. 24mmol)，最後加入IOmLNH4F溶液(4. 8 mmol NH4F, IOmL去離子水)，持續攪拌幾。反應結束後，磁分離、水洗，將最終產品分散於適量去離子水中，室溫保存。所得產品表現出良好的磁響應性與螢光特性。實施例5
稱取0. 1500g羧化殼聚糖溶解於150mL 二次水中，加入到250mL三口燒瓶中，氮氣保護下，超聲攪拌 30min。加入 2. 2mL 鐵鹽(FeCl3 · 6H20 0. 0216g, FeCl2 · 4H20 0. 0162g)， 攪拌均勻，滴加0. 65mL 28wt%的氨水(反應液pH 11)，升溫至60°C，繼續反應池。反應結束後，用鹽酸調節其PH至4左右，溫度升溫至90°C，按順序於三口燒瓶中加入 3. 2mLLaCl3-7H20 (0. 64mmol)，3. 6mLCeCl3-7H20 (0. 72mmol)，1. 2mLTbCl3.6H20 (0. 24mmol)，最後加入IOmLNH4F溶液(4. 8 mmol NH4F, IOmL去離子水)，持續攪拌lh。反應結束後，磁分離、水洗，將最終產品分散於適量去離子水中，室溫保存。所得產品表現出良好的磁響應性與螢光特性。
權利要求
1.磁性羧化殼聚糖/摻雜稀土複合微粒，其特徵在於其中磁性羧化殼聚糖由羧化殼聚糖與二價鐵鹽、三價鐵鹽反應生成，Fe3+與狗2+的質量比為2:1，羧化殼聚糖與Fe3+的質量比為10/1 22/1 ；摻雜稀土由LaF3和EuF3組成，EuF3的摩爾百分數為20-80% ；或摻雜稀土由LaF3、CeF3 和TbF3組成，CeF3的摩爾百分數為20-80%，TbF3的摩爾百分數為5-30% ；La3+與Fe3+的質量比為5/1 9/1。
2.磁性羧化殼聚糖/摻雜稀土複合微粒的製備方法，其特徵在於包括如下步驟1)將羧化殼聚糖溶於水配製成濃度為0.1 0. 2wt%的溶液；2)在配好的羧化殼聚糖溶液中添加二價鐵鹽和三價鐵鹽，Fe3+與狗2+的質量比為2:1， 羧化殼聚糖與狗3+的質量比為10/1 22/1，調節pH為8-14，於溫度40_80°C下，反應l_6h， 生成磁性羧化殼聚糖；3)在步驟2得到的溶液中，調節pH為3-8，添加La和Eu的氯化物，其中Eu氯化物的摩爾百分數為20-80%, La3+與Fe3+的質量比為5/1 9/1 ；或添加La、Ce和Tb氯化物，其中Ce氯化物的摩爾百分數為20-80%，Tb氯化物的摩爾百分數為5-30%，La3+與!^3+的質量比為5/1 9/1 ；混勻後再加入氟化銨溶液，於20 90°C下反應0. 5 8h ；4)反應結束後，磁分離、水洗，製得磁性羧化殼聚糖/摻雜稀土複合微粒。
全文摘要
本發明涉及磁性羧化殼聚糖/摻雜稀土複合微粒及其製備方法。採用原位合成法製備出磁性羧化殼聚糖/摻雜稀土複合微粒，首先，羧化殼聚糖與二價鐵鹽、三價鐵鹽反應生成磁性羧化殼聚糖，在此基礎上加入稀土氯化物混勻，再加入氟化銨溶液製得磁性羧化殼聚糖/摻雜稀土複合微粒。本發明方法的製備工藝簡單，工藝參數較易控制。製備得到的複合微粒具有較好的磁響應性與螢光特性，生物相容性好，毒性低，可作為多功能生物標記探針用於核磁共振成像與螢光成像，在靶向藥物、酶的固定化、生物分子測定、細胞的分離等領域有廣泛的應用。
文檔編號C08L5/08GK102358786SQ201110250240
公開日2012年2月22日 申請日期2011年8月29日 優先權日2011年8月29日
發明者崔傑, 李曉玲, 肖玲 申請人:武漢大學