CN104843798B - 高压静电螺旋牵引制备超微超顺磁性氧化铁纳米颗粒装置 - Google Patents
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Abstract
高压静电螺旋牵引制备超微超顺磁性氧化铁纳米颗粒装置，属于医学影像学技术领域，由电磁力搅拌器(1)、颗粒制备桶(2)、高压静电颗粒分选器(3)、颗粒收集槽(4)、搅拌棒(7)、锥形节料壁(8)构成，其特征在于：所述的颗粒制备桶(2)下部设置有玻璃质的锥形节料壁(8)；出料口(22)3‑10个，从上到下依次排列在颗粒制备桶体(6)上部的壁上；高压静电颗粒分选器(3)的固定磁体(30)和可动磁体(35)均为长方体形，长度为0.2‑0.5厘米，宽度为0.15‑0.45厘米，厚度为2‑4毫米。高压静电螺旋牵引制备超微超顺磁性氧化铁纳米颗粒装置制作简单，可操作性强，成本低廉，效果明显。
Description
技术领域
本发明涉及高压静电螺旋牵引制备超微超顺磁性氧化铁纳米颗粒装置，属于医学影像学技术领域。
背景技术
目前临床上对于癌症特别是胰腺癌常用化疗药物联合中药进行治疗，治疗药物、治疗方案很多，但是尚不能够在分子影像水平上有效评价药物疗效。近年来，分子影像学已经成为胰腺癌诊治的新方向，其应用日趋广泛，其中以超微超顺磁性纳米氧化铁颗粒(USPIO)为基础的磁共振分子影像是一个极具潜力的研究方向，USPIO是一种高效的实体瘤磁共振成像对比剂，它有区分肿瘤组织和正常组织的能力，这使得他们在某一种组织(肿瘤或者正常组织)中聚集更多，从而导致该处T2磁共振信号强度减低，产生强化对比的效果。公知的制备USPIO的方法为：采用共沉淀一步法制备外包葡聚糖的四氧化三铁纳米颗粒USPIO，将三氯化铁和氯化亚铁Fe3+、Fe2+摩尔比1.75∶l和2.5g葡聚糖T20混合，加入0.5ml水合肼，溶解在30ml去离子水中，恒温磁力搅拌器搅拌，滴加26.5％氨水10ml，搅拌15min缓慢滴加氨水调节pH至10，升温至60℃继续反应3h，冷却后7000r/min离心20min以除去大颗粒，取出上层磁流体，用截留分子量为50 000的透析膜透析24h以除去磁流体中的剩余物。超声振荡5min，将磁流体60℃真空干燥，分装后灭菌，置于4℃冰箱备用。但是这种方法需要冷却后7000r/min离心20min以除去大颗粒、用截留分子量为50 000的透析膜透析24h以除去磁流体中的剩余物。超声振荡5min。这种办法虽然有效，但是，需要的时间较长，操作人员需要等待24小时，而且步骤繁琐，经常造成较大的浪费，较难操作。因此如何研究出一种可以快速简洁的USPIO制备装置成为急需解决的一大难题，所以在USPIO制备时，采用颗粒的惯性，在具特定转速的磁流体转动过程中，利用高压静电吸引及磁力控制挡板的作用下，将磁流体中的颗粒快速分选出来，发明一种高压静电螺旋牵引制备超微超顺磁性氧化铁纳米颗粒装置是必要的。
发明内容
为了克服公知制备超微超顺磁性氧化铁纳米颗粒方法需要的时间较长，操作人员需要等待24小时，而且步骤繁琐，经常造成较大的浪费，较难操作的难题，本发明提供了高压静电螺旋牵引制备超微超顺磁性氧化铁纳米颗粒装置，该种高压静电螺旋牵引制备超微超顺磁性氧化铁纳米颗粒装置利用电磁力搅拌器带动搅拌棒转动，将锥形节料腔中的磁流体由于搅拌棒的搅动而转动起来，达到一定速度后，磁流体在颗粒制备桶中的液面高度会逐渐升高，进而不同直径由于重量的不同逐渐被分开，直径和重量大的颗粒离原液面的距离远，直径和重量大的颗粒离原液面的距离近，然后，打开高压静电颗粒分选器，距离不同的颗粒进入位于不同高度的出料口，从而被分选出来，从而避免了使用透析膜长时间的透析达到节省时间的目的。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
本发明高压静电螺旋牵引制备超微超顺磁性氧化铁纳米颗粒装置，由电磁力搅拌器1、颗粒制备桶2、高压静电颗粒分选器3、颗粒收集槽4、颗粒制备桶盖5、颗粒制备桶体6、搅拌棒7、锥形节料壁8、支撑台9、磁力发生器10、控制板11、分选器电源线12、总电缆13、电源插头14、桶底15、旋转棒16、旋转电机17、搅拌器体18、搅拌棒腔19、搅拌棒封堵20、高压静电控口器21、出料口22、收集槽腔23、收集槽底24、锥形节料腔25、出料口挡板26、吸附固体27、固定螺丝28、合页29、固定磁体30、高压静电控制板31、搅拌棒沉坠32、可动磁体电源线33、固定磁体电源线34、可动磁体35构成，其特征在于：所述的颗粒制备桶2下部设置有玻璃质的锥形节料壁8，锥形节料壁8所围成的空间为锥形节料腔25，锥形节料腔25倒锥形，下端是桶底15的上表面；出料口22有3-10个，圆形，直径为0.5-1厘米，从上到下依次排列在颗粒制备桶体6上部的壁上；每个出料口22均有1个高压静电控口器21；高压静电颗粒分选器3的出料口挡板26玻璃质，基部长方体形，长度为0.5-1厘米，宽度为0.5-1厘米，厚度为3-5毫米，中间固定有可动磁体35；游离部半圆形，直径为0.5-1厘米，厚度为3-5毫米；高压静电颗粒分选器3的吸附固体27长方体形，长度为0.3-0.8厘米，宽度为0.2-0.6厘米，厚度为3-5毫米，橡胶质，中间固定有固定磁体30；固定磁体30和可动磁体35均为长方体形，长度为0.2-0.5厘米，宽度为0.15-0.45厘米，厚度为2-4毫米。
所述的电磁力搅拌器1长度为30-50厘米，宽度为25-40厘米，高度为10-20厘米，由支撑台9、磁力发生器10、控制板11、分选器电源线12、总电缆13、电源插头14、旋转棒16、旋转电机17、搅拌棒7、搅拌器体18、搅拌棒腔19、搅拌棒封堵20和搅拌棒沉坠32组成；支撑台9橡胶质，长度为25-40厘米，宽度为20-30厘米，高度为5-10厘米；磁力发生器10位于支撑台9的中央，圆柱形，外壁为玻璃质，内有旋转棒16和旋转电机17。
所述的搅拌棒7是圆柱形的铁棒，中空，直径为0.5-2厘米，长度为3-10厘米，包括搅拌器体18、搅拌棒腔19、搅拌棒封堵20和搅拌棒沉坠32四部分；搅拌器体18圆筒形，壁厚1-2毫米，中间的空腔为搅拌棒腔19，两端被搅拌棒封堵20密封，在搅拌棒腔19底部是横截面为椭圆形的搅拌棒沉坠32；搅拌棒沉坠32铁质，实芯。
所述的颗粒制备桶2外面通过高压静电颗粒分选器3与颗粒收集槽4相通，圆柱形，直径为5-20厘米，高度为10-20厘米，由颗粒制备桶盖5、颗粒制备桶体6、锥形节料壁8、桶底15、出料口22组成；颗粒制备桶盖5是颗粒制备桶体6上端设置的玻璃质盖子，能够取下；颗粒收集槽4玻璃质，长方体形，长度为5-20厘米，高度为5-10厘米，宽度为6-15厘米，上端开口，包括3-10个大小相同的收集槽腔23，底部为收集槽底24。
本发明的有益效果为，高压静电螺旋牵引制备超微超顺磁性氧化铁纳米颗粒装置，利用电磁力搅拌器带动搅拌棒转动，将锥形节料腔中的磁流体由于搅拌棒的搅动而转动起来，达到一定速度后，磁流体在颗粒制备桶中的液面高度会逐渐升高，进而不同直径由于重量的不同逐渐被分开，直径和重量大的颗粒离原液面的距离远，直径和重量大的颗粒离原液面的距离近，然后，打开高压静电颗粒分选器，距离不同的颗粒进入位于不同高度的出料口，从而被分选出来，从而避免了使用透析膜长时间的透析达到节省时间的目的。高压静电螺旋牵引制备超微超顺磁性氧化铁纳米颗粒装置所用装置制作简单，可操作性强，成本低廉，效果明显。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1为本发明高压静电螺旋牵引制备超微超顺磁性氧化铁纳米颗粒装置的整体结构示意图。
图2为本发明高压静电螺旋牵引制备超微超顺磁性氧化铁纳米颗粒装置的电磁力搅拌器结构示意图。
图3为本发明高压静电螺旋牵引制备超微超顺磁性氧化铁纳米颗粒装置的搅拌棒结构示意图。
图4为本发明高压静电螺旋牵引制备超微超顺磁性氧化铁纳米颗粒装置的颗粒制备桶结构示意图。
图5为本发明高压静电螺旋牵引制备超微超顺磁性氧化铁纳米颗粒装置的高压静电控口器整体结构示意图。
图中1.电磁力搅拌器，2.颗粒制备桶，3.高压静电颗粒分选器，4.颗粒收集槽，5.颗粒制备桶盖，6.颗粒制备桶体，7.搅拌棒，8.锥形节料壁，9.支撑台，10.磁力发生器，11.控制板，12.分选器电源线，13.总电缆，14.电源插头，15.桶底，16.旋转棒，17.旋转电机，18.搅拌器体，19.搅拌棒腔，20.搅拌棒封堵，21.高压静电控口器，22.出料口，23.收集槽腔，24.收集槽底，25.锥形节料腔，26.出料口挡板，27.吸附固体，28.固定螺丝，29.合页，30.固定磁体，31.高压静电控制板，32.搅拌棒沉坠，33.可动磁体电源线，34.固定磁体电源线，35.可动磁体。
具体实施方式
实施例一：
如图所示，本发明的高压静电螺旋牵引制备超微超顺磁性氧化铁纳米颗粒装置具体为：高压静电螺旋牵引制备超微超顺磁性氧化铁纳米颗粒装置是采用化学共沉淀法制作超顺磁性氧化铁纳米颗粒的磁流体，利用电磁力搅拌器1带动搅拌棒7转动，将锥形节料腔25中的磁流体由于搅拌棒7的搅动而转动起来，达到一定速度后，磁流体在颗粒制备桶2中的液面高度会逐渐升高，进而不同直径由于重量的不同逐渐被分开，直径和重量大的颗粒离原液面的距离远，直径和重量大的颗粒离原液面的距离近，然后，打开高压静电颗粒分选器3，不同直径的距离不同的颗粒进入位于不同高度的出料口22，从而被分选出超微超顺磁性氧化铁纳米颗粒的装置，主体为透明玻璃质，由电磁力搅拌器1、颗粒制备桶2、高压静电颗粒分选器3、颗粒收集槽4、颗粒制备桶盖5、颗粒制备桶体6、搅拌棒7、锥形节料壁8、支撑台9、磁力发生器10、控制板11、分选器电源线12、总电缆13、电源插头14、桶底15、旋转棒16、旋转电机17、搅拌器体18、搅拌棒腔19、搅拌棒封堵20、高压静电控口器21、出料口22、收集槽腔23、收集槽底24、锥形节料腔25、出料口挡板26、吸附固体27、固定螺丝28、合页29、固定磁体30、高压静电控制板31、搅拌棒沉坠32、可动磁体电源线33、固定磁体电源线34、可动磁体35组成。电磁力搅拌器1是旋转棒16在旋转电机17的作用下，能够带动搅拌棒7转动，将锥形节料腔25中的磁流体由于搅拌棒7的搅动而转动起来的部件，结构和功能同公知市售的磁力搅拌器，长度为30-50厘米，宽度为25-40厘米，高度为10-20厘米，由支撑台9、磁力发生器10、控制板11、分选器电源线12、总电缆13、电源插头14、旋转棒16、旋转电机17、搅拌棒7、搅拌器体18、搅拌棒腔19、搅拌棒封堵20和搅拌棒沉坠32组成。支撑台9是橡胶质的平台，能够支撑颗粒制备桶2和颗粒收集槽4，具有阻燃、绝缘和防滑的功能，长度为25-40厘米，宽度为20-30厘米，高度为5-10厘米。磁力发生器10是在控制板11控制下的产生磁力，带动搅拌棒7转动的部件，位于支撑台9的中央，圆柱形，外壁为玻璃质，内有旋转棒16和旋转电机17。旋转棒16是水平放置的在旋转电机17转子带动下能够转动的电磁棒，在控制板11导入电流的作用下，能够产生不同强度的电磁力，结构同公知的电磁铁。旋转电机17是市售公知的电动机，通电后能够转动，受控制板11的控制。控制板11结构同公知磁力搅拌器的控制板，能够通过调节电流的大小以便控制旋转电机17的转动以及旋转棒16磁力的大小，并将相关参数显示在其显示屏上，同时，还能够通过分选器电源线12控制高压静电颗粒分选器3的电流，控制出料口挡板26的开合以及通过二极管控制高压静电间断性的发生。分选器电源线12、总电缆13和电源插头14是市售公知的电线和插头，是用来将外界电能引入电磁力搅拌器1和高压静电颗粒分选器3材料。搅拌棒7是圆柱形的铁棒，中空，直径为0.5-2厘米，长度为3-10厘米，包括搅拌器体18、搅拌棒腔19、搅拌棒封堵20和搅拌棒沉坠32四部分。搅拌器体18圆筒形，壁厚1-2毫米，中间的空腔为搅拌棒腔19，两端被搅拌棒封堵20密封，在搅拌棒腔19底部是横截面为椭圆形的搅拌棒沉坠32。搅拌棒沉坠32铁质，实芯，重量较大。当搅拌棒7被放入磁流体中后，中空的搅拌棒7由于浮力和和重力的协同作用，可以悬浮在磁流体中，以便更好地发挥搅拌的作用。颗粒制备桶2是共沉淀一步法制备外包葡聚糖的四氧化三铁纳米颗粒USPIO的场所，外面通过高压静电颗粒分选器3与颗粒收集槽4相通，圆柱形，直径为5-20厘米，高度为10-20厘米，由颗粒制备桶盖5、颗粒制备桶体6、锥形节料壁8、桶底15、出料口22组成。颗粒制备桶盖5是颗粒制备桶体6上端设置的玻璃质盖子，能够取下，具有防止磁流体在旋转时溅出和保温的功能。颗粒制备桶体6形状同公知的烧杯，下部设置有玻璃质的锥形节料壁8，以便搅拌棒7搅动磁流体时，更快速地将磁流体的液面升高。锥形节料壁8所围成的空间为锥形节料腔25，锥形节料腔25倒锥形，下端是桶底15的上表面。出料口22有3-10个，圆形，直径为0.5-1厘米，从上到下依次排列在颗粒制备桶体6上部的壁上。每个出料口22均有1个高压静电控口器21控制其开合。从出料口22流出的磁流体被分送到颗粒收集槽4中。颗粒收集槽4玻璃质，长方体形，长度为5-20厘米，高度为5-10厘米，宽度为6-15厘米，上端开口，包括多个大小相同的收集槽腔23，底部为收集槽底24。高压静电颗粒分选器3是在磁力控制下能够开合高压静电控口器21，将不同直径的运动颗粒阻挡并引入相应出料口22结构，包括出料口挡板26、吸附固体27、固定螺丝28、合页29、固定磁体30、高压静电控制板31、可动磁体电源线33、固定磁体电源线34和可动磁体35。出料口挡板26是阻挡磁流体的玻璃板，基部长方体形，长度为0.5-1厘米，宽度为0.5-1厘米，厚度为3-5毫米，中间固定有可动磁体35；游离部半圆形，直径为0.5-1厘米，厚度为3-5毫米。吸附固体27是将高压静电控口器21通过固定螺丝28固定在颗粒制备桶体6的出料口22一侧的部件，长方体形，长度为0.3-0.8厘米，宽度为0.2-0.6厘米，厚度为3-5毫米，橡胶质，中间固定有固定磁体30。固定磁体30和可动磁体35均为长方体形，长度为0.2-0.5厘米，宽度为0.15-0.45厘米，厚度为2-4毫米，在固定磁体电源线34或可动磁体电源线33连通高压静电控制板31后，在高压静电控制板31的控制下，产生吸力或斥力，以便固定磁体30与可动磁体35结合或分开，从而带动出料口挡板26。当出料口挡板26合在吸附固体27上时，出料口挡板26遮挡住出料口22，从而磁体流在颗粒制备桶2中自由转动，不同直径和重量的四氧化三铁纳米颗粒USPIO在特定转速的转动中所能达到的高度不同；当出料口挡板26从吸附固体27上分开时，出料口挡板26逆着磁流体运行的方向遮挡在出料口22一侧，将该高度的磁流体引流到出料口22，从而达到分选不同直径颗粒的目的。合页29是吸附固体27和出料口挡板26之间的可动连接，结构同公知的市售合页。最后，将制备好的四氧化三铁纳米颗粒USPIO超声振荡5min，将磁流体60℃真空干燥，分装后灭菌，置于4℃冰箱备用。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书其等效物界定。
Claims (4)
1.高压静电螺旋牵引制备超微超顺磁性氧化铁纳米颗粒装置，由电磁力搅拌器(1)、颗粒制备桶(2)、高压静电颗粒分选器(3)、颗粒收集槽(4)构成，所述电磁力搅拌器(1)由支撑台(9)、磁力发生器(10)、控制板(11)、分选器电源线(12)、总电缆(13)、电源插头(14)、旋转棒(16)、旋转电机(17)、搅拌棒(7)组成，所述的搅拌棒(7)包括搅拌器体(18)、搅拌棒腔(19)、搅拌棒封堵(20)和搅拌棒沉坠(32)四部分；所述颗粒制备桶(2)由颗粒制备桶盖(5)、颗粒制备桶体(6)、锥形节料壁(8)、桶底(15)、出料口(22)组成；所述高压静电颗粒分选器(3)包括出料口挡板(26)、吸附固体(27)、固定螺丝(28)、合页(29)、固定磁体(30)、高压静电控制板(31)、可动磁体电源线(33)、固定磁体电源线(34)和可动磁体(35)；所述颗粒收集槽(4)包括多个大小相同的收集槽腔(23)，底部为收集槽底(24)；其特征在于：所述的颗粒制备桶(2)下部设置有玻璃质的锥形节料壁(8)，锥形节料壁(8)所围成的空间为锥形节料腔(25)，锥形节料腔(25)倒锥形，下端是桶底(15)的上表面；出料口(22)3-10个，圆形，直径为0.5-1厘米，从上到下依次排列在颗粒制备桶体(6)上部的壁上；每个出料口(22)均有1个高压静电控口器(21)；高压静电颗粒分选器(3)的出料口挡板(26)玻璃质，基部长方体形，长度为0.5-1厘米，宽度为0.5-1厘米，厚度为3-5毫米，中间固定有可动磁体(35)；游离部半圆形，直径为0.5-1厘米，厚度为3-5毫米；高压静电颗粒分选器(3)的吸附固体(27)长方体形，长度为0.3-0.8厘米，宽度为0.2-0.6厘米，厚度为3-5毫米，橡胶质，中间固定有固定磁体(30)；固定磁体(30)和可动磁体(35)均为长方体形，长度为0.2-0.5厘米，宽度为0.15-0.45厘米，厚度为2-4毫米。
2.根据权利要求1所述的高压静电螺旋牵引制备超微超顺磁性氧化铁纳米颗粒装置，其特征在于：所述的电磁力搅拌器(1)长度为30-50厘米，宽度为25-40厘米，高度为10-20厘米；支撑台(9)橡胶质，长度为25-40厘米，宽度为20-30厘米，高度为5-10厘米；磁力发生器(10)位于支撑台(9)的中央，圆柱形，外壁为玻璃质，内有旋转棒(16)和旋转电机(17)。
3.根据权利要求1所述的高压静电螺旋牵引制备超微超顺磁性氧化铁纳米颗粒装置，其特征在于：所述的搅拌棒(7)是圆柱形的铁棒，中空，直径为0.5-2厘米，长度为3-10厘米；搅拌器体(18)圆筒形，壁厚1-2毫米，中间的空腔为搅拌棒腔(19)，两端被搅拌棒封堵(20)密封，在搅拌棒腔(19)底部是横截面为椭圆形的搅拌棒沉坠(32)；搅拌棒沉坠(32)铁质，实芯。
4.根据权利要求1所述的高压静电螺旋牵引制备超微超顺磁性氧化铁纳米颗粒装置，其特征在于：所述的颗粒制备桶(2)外面通过高压静电颗粒分选器(3)与颗粒收集槽(4)相通，圆柱形，直径为5-20厘米，高度为10-20厘米；颗粒制备桶盖(5)是颗粒制备桶体(6)上端设置的玻璃质盖子，能够取下；颗粒收集槽(4)玻璃质，长方体形，长度为5-20厘米，高度为5-10厘米，宽度为6-15厘米，上端开口，包括3-10个大小相同的收集槽腔(23)，底部为收集槽底(24)。
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