CN104258399B - 一种结晶有机小分子原位诱导磁性粒子制备印迹纳米磁球的方法 - Google Patents

一种结晶有机小分子原位诱导磁性粒子制备印迹纳米磁球的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种结晶有机小分子原位诱导磁性粒子制备印迹纳米磁球的方法，其步骤为：a、原位诱导生长：将结晶有机小分子溶于蒸馏水中，配成过饱和水溶液；再将二价铁盐、三价铁盐加入到过饱和水溶液中，用氨水作为碱性沉淀剂，通过化学共沉淀法最后得到接枝小分子的磁性纳米粒子。b、过冷制备磁球：a步反应完成的溶液经反应体系快速降温，匀速搅拌，最后得到结晶有机小分子为核、磁性粒子为壳的具有印迹功能的纳米磁球。本发明通过简单、新颖的合成过程得到了印迹纳米磁壳，在很多应用领域，特别是生物医学应用方面，可以作为吸附葡萄糖等小分子的载体，而且在吸附过程具有很强的靶向性和精准性。

Description

一种结晶有机小分子原位诱导磁性粒子制备印迹纳米磁球的方法
技术领域
本发明涉及一种结晶有机小分子原位诱导磁性粒子制备印迹纳米磁球的方法，在生物医学领域可应用于吸附葡萄糖等糖类小分子。
背景技术
糖类是自然界中广泛分布的一类重要的有机化合物。糖是人类六大基本营养物质之一，是人体一切活动的能量主要供给者，在生命活动过程中起着重要的作用，是一切生命体维持生命活动所需能量的主要来源。然而，糖的食量一旦失当，很可能影响健康，甚至导致疾病。比如：糖尿病是现代人类生活中一种高发而又常见的一种疾病，特别是在中老年人中比较常见，糖尿病不仅可以给患者造成身体上的伤害，而且在生活和心里上都极大地对患者造成干扰。虽然目前还没有明确的证据证明高糖饮食可引起心血管疾病的发病率增加，但诸多研究表明，高糖饮食可引起肥胖和血脂的异常，从而增加了患心血管疾病的风险，西欧和美国等国的高血压、动脉硬化、冠心病、肥胖病、糖尿病的发病率之所以高，与他们的高糖高脂饮食有关。除外，糖类与癌症的关系引起了医学界注意，日本的名和能治医师在《怎样防治癌症》一书中提出了糖与癌症的关系，他说：“癌细胞等肿瘤细胞的生活能源是什么呢？它们不像一般正常细胞那样依靠氧呼吸，而是主要依靠糖酵解作用为生。这些肿瘤细胞分解糖的能力非常强盛，约为血液的20倍。如果使血液流过肿瘤，约有57％的血糖被肿瘤消耗掉。由此可见癌细胞是多么喜欢糖了。”此外，糖是一种酸性食物，如果大量食用，会使体内酸碱平衡失调，呈现中性或弱酸性环境，这样会降低人体免疫力，削弱白细胞抗击外界病毒进攻的能力，加之钙量不足，均可成为致癌的诱发因素。因此，必须考虑糖的不当摄取所导致的疾病需要针对性解决以下的诊断、治疗问题：
1、怎么有效、精准地诊断人体病变部位的糖类小分子的成分、含量？
2、针对糖尿病等疾病，在局部需要合理、靶向性地治疗、控制糖类小分子。
3、糖所引起的癌症、局部免疫缺陷，需要准确、迅速、有效的靶向性治疗。
由于超顺磁性Fe3O4纳米粒子的特性，可以在磁共振成像中作为造影剂，其主要作用是改变病变组织中质子的自旋-自旋弛豫时间，从而达到增强对比度的效果，它已成为诊断病变尤其是检测肿瘤的最为有效的临床诊断方法之一；超顺磁性的Fe3O4纳米粒可以被用来作为靶向药物制剂中的磁性载体材料，使药物在外加磁场下准确、迅速的到达靶向部位，从而有助于提高靶向部位的药物浓度、减少药物使用剂量、降低药物对人体正常组织和细胞的毒副作用；同时，在外加磁场的作用下产生热能，由于肿瘤中的血液供给不如正常组织充足致使肿瘤细胞中热量扩散较慢，结果造成局部温度升高，从而可以杀死肿瘤细胞。但是，在糖类引起的疾病中，超顺磁性Fe3O4纳米粒子作为载体、诊断、治疗等用途时存在以下问题：
1、磁性Fe3O4纳米粒子对糖类小分子没有化学或物理作用力，即使现有对磁性粒子进行接枝活性分子的改性方法，也不能有效、精准地捕捉、吸附糖类小分子；
2、作为靶向药物制剂或者热疗中的磁性载体材料，现有的修饰改性方法中，通常是磁性Fe3O4纳米粒子外面都包覆着高分子或者生物有机分子，药物微球的磁场强度受到一定影响，在实际治疗过程中，需要外磁场进行的靶向定位、局部加热都会产生响应迟缓以及达不到预定要求，甚至会影响到药物的释放速度、药物作用时间和引起药物不良反应。
发明内容
本发明的目的是：提供一种结晶有机小分子原位诱导磁性粒子制备印迹纳米磁球的方法，制备超顺磁性Fe3O4纳米粒子为壳、结晶有机小分子为模板分子核的具有印迹功能的纳米磁球，该方法得到的印迹纳米磁球可以有效、精准地捕捉、吸附糖类小分子，可作为糖类引起的相关疾病的载体材料、诊断造影剂和热疗磁流体。
本发明的目的实现的技术方案是：一种结晶有机小分子原位诱导磁性粒子制备印迹纳米磁球的方法，制备超顺磁性Fe3O4纳米粒子为壳、结晶有机小分子为模板分子核的具有印迹功能的纳米磁球，包括如下步骤：
(1)原位诱导生长：
单糖类结晶有机小分子溶于50℃的恒温蒸馏水中，配成单糖过饱和水溶液，其中控制单糖溶质的加入量为溶液开始出现过饱和现象便停止加入；
将二价铁盐FeCl2·4H2O和三价铁盐FeCl3·6H2O按摩尔比1：1加入到蒸馏水中，通氮驱氧半小时，并升温至50℃，再将溶液加入到单糖过饱和水溶液中；
用氨水作为碱性沉淀剂，通过化学共沉淀法原位合成磁性纳米粒子，整个过程单糖结晶有机小分子起到原位诱导磁性粒子选择性生长，反应体系由黄绿色逐渐变为黑色，在50℃保温熟化30分钟后终止反应，最后得到接枝单糖小分子的磁性纳米粒子溶液：
(2)过冷制备磁球：
步骤(1)中制备得到的溶液保持在50℃的反应温度10-30分钟，将反应体系快速降温至0℃，并保持150rpm/分钟的匀速搅拌状态，持续搅拌30分钟以上的时间，产物用蒸馏水清洗3次，低速离心下分离收集，得到单糖结晶有机小分子为核、磁性粒子为壳的具有印迹功能的纳米磁球；
(3)洗脱模板分子
用蒸馏水和甲醇配置成洗脱剂，其中蒸馏水和甲醇的比例为95:5的体积比，将步骤(2)中制备得到的单糖结晶有机小分子为核、磁性粒子为壳的印迹纳米磁球在索氏提取器中清洗24-48小时，再用蒸馏水清洗3次，获得目标产物。
该发明的制备方法得到了一种结晶有机小分子原位诱导磁性粒子的印迹纳米磁球，一种超顺磁性Fe3O4纳米粒子为壳、结晶有机小分子为模板分子核的具有印迹功能的纳米磁球，该印迹纳米磁球可以有效、精准地捕捉、吸附糖类小分子，可作为糖类引起的相关疾病的载体材料、诊断造影剂和热疗磁流体。
具体实施方式
本发明用下面具体实施方式作进一步的详细说明，但本发明所保护的范围并不限于实施例。
实施例1
一种结晶有机小分子原位诱导磁性粒子制备印迹纳米磁球的方法，其步骤为：
(1)原位诱导生长：
将葡萄糖结晶有机小分子溶于50℃的恒温蒸馏水中，配成过饱和水溶液，其中控制单糖溶质的加入量为溶液开始出现过饱和现象便停止加入；
将二价铁盐FeCl2·4H2O和三价铁盐FeCl3·6H2O按摩尔比1：1加入到蒸馏水中，通氮驱氧半小时，并升温至50℃，再将溶液加入到单糖过饱和水溶液中；
用氨水作为碱性沉淀剂，通过化学共沉淀法原位合成磁性纳米粒子，整个过程单糖结晶有机小分子起到原位诱导磁性粒子选择性生长，反应体系由黄绿色逐渐变为黑色，在50℃保温熟化30分钟后终止反应，最后得到接枝单糖小分子的磁性纳米粒子溶液。
(2)过冷制备磁球：
步骤(1)中制备得到的溶液保持在50℃的反应温度10-30分钟，将反应体系快速降温至0℃，并保持150rpm/分钟的匀速搅拌状态，持续搅拌30分钟以上的时间，产物用蒸馏水清洗3次，低速离心下分离收集，得到单糖结晶有机小分子为核、磁性粒子为壳的具有印迹功能的纳米磁球；
(3)洗脱模板分子
用蒸馏水和甲醇配置成洗脱剂，其中蒸馏水和甲醇的比例为95:5的体积比，将步骤(2)中制备得到的单糖结晶有机小分子为核、磁性粒子为壳的印迹纳米磁球在索氏提取器中清洗24-48小时，再用蒸馏水清洗3次。
实施例2
本例与实施例1基本相同，所不同之处仅仅是：加入的单糖类结晶有机小分子由葡糖糖改为果糖。
实施例3
本例与实施例1基本相同，所不同之处仅仅是：加入的单糖类结晶有机小分子由葡糖糖改为半乳糖。

Claims (2)

1.一种结晶有机小分子原位诱导磁性粒子制备印迹纳米磁球的方法，制备超顺磁性Fe3O4纳米粒子为壳、结晶有机小分子为模板分子核的具有印迹功能的纳米磁球，包括如下步骤：
(1)原位诱导生长：
单糖类结晶有机小分子溶于50℃的恒温蒸馏水中，配成单糖过饱和水溶液，其中控制单糖溶质的加入量为溶液开始出现过饱和现象便停止加入；
将二价铁盐FeCl2·4H2O和三价铁盐FeCl3·6H2O按摩尔比1：1加入到蒸馏水中，通氮驱氧半小时，并升温至50℃，再将溶液加入到单糖过饱和水溶液中；
用氨水作为碱性沉淀剂，通过化学共沉淀法原位合成磁性纳米粒子，整个过程单糖结晶有机小分子起到原位诱导磁性粒子选择性生长，反应体系由黄绿色逐渐变为黑色，在50℃保温熟化30分钟后终止反应，最后得到接枝单糖小分子的磁性纳米粒子溶液 ；
(2)过冷制备磁球：
步骤(1)中制备得到的溶液保持在50℃的反应温度10-30分钟，将反应体系快速降温至0℃，并保持150rpm的匀速搅拌状态，持续搅拌30分钟以上的时间，产物用蒸馏水清洗3次，低速离心下分离收集，得到单糖结晶有机小分子为核、磁性粒子为壳的具有印迹功能的纳米磁球；
(3)洗脱模板分子
用蒸馏水和甲醇配制成洗脱剂，其中蒸馏水和甲醇的比例为95:5的体积比，将步骤(2)中制备得到的单糖结晶有机小分子为核、磁性粒子为壳的印迹纳米磁球在索氏提取器中清洗24-48小时，再用蒸馏水清洗3次，获得目标产物。
2.根据权利要求1所述之结晶有机小分子原位诱导磁性粒子制备印迹纳米磁球的方法，其特征在于，所述单糖类结晶包括葡萄糖、果糖或半乳糖。
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