CN108862398A - 一种极小氧化铁纳米颗粒及其制备方法 - Google Patents
一种极小氧化铁纳米颗粒及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108862398A CN108862398A CN201810781983.5A CN201810781983A CN108862398A CN 108862398 A CN108862398 A CN 108862398A CN 201810781983 A CN201810781983 A CN 201810781983A CN 108862398 A CN108862398 A CN 108862398A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- aqueous solution
- ferric oxide
- iron salt
- magnetic field
- oxide nanometer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 53
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims abstract description 48
- NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoferriooxy)iron hydrate Chemical compound O.O=[Fe]O[Fe]=O NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 43
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 32
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 31
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 30
- 150000002505 iron Chemical class 0.000 claims abstract description 28
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000002595 magnetic resonance imaging Methods 0.000 claims abstract description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 12
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 19
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 15
- DLRVVLDZNNYCBX-UHFFFAOYSA-N Polydextrose Polymers OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC1C(O)C(O)C(O)C(O)O1 DLRVVLDZNNYCBX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N iron(3+);trinitrate Chemical compound [Fe+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N Dimethyl ether Chemical compound COC LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229920001100 Polydextrose Polymers 0.000 claims description 5
- WSSMOXHYUFMBLS-UHFFFAOYSA-L iron dichloride tetrahydrate Chemical compound O.O.O.O.[Cl-].[Cl-].[Fe+2] WSSMOXHYUFMBLS-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 5
- 229940035035 polydextrose Drugs 0.000 claims description 5
- 235000013856 polydextrose Nutrition 0.000 claims description 5
- 239000001259 polydextrose Substances 0.000 claims description 5
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011790 ferrous sulphate Substances 0.000 claims description 3
- 235000003891 ferrous sulphate Nutrition 0.000 claims description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H iron(3+) sulfate Chemical compound [Fe+3].[Fe+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 3
- 229910000359 iron(II) sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910000360 iron(III) sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 3
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000908 ammonium hydroxide Substances 0.000 claims description 2
- 239000000700 radioactive tracer Substances 0.000 claims description 2
- 210000000130 stem cell Anatomy 0.000 claims description 2
- DKAGJZJALZXOOV-UHFFFAOYSA-N hydrate;hydrochloride Chemical class O.Cl DKAGJZJALZXOOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229940102709 ferumoxytol Drugs 0.000 abstract description 13
- UCNNJGDEJXIUCC-UHFFFAOYSA-L hydroxy(oxo)iron;iron Chemical compound [Fe].O[Fe]=O.O[Fe]=O UCNNJGDEJXIUCC-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 abstract description 4
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 9
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 8
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 description 7
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000008236 heating water Substances 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 4
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 4
- 229940044631 ferric chloride hexahydrate Drugs 0.000 description 4
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 4
- NQXWGWZJXJUMQB-UHFFFAOYSA-K iron trichloride hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Cl-].Cl[Fe+]Cl NQXWGWZJXJUMQB-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 4
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 description 4
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 238000011026 diafiltration Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N gadolinium atom Chemical compound [Gd] UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 235000001674 Agaricus brunnescens Nutrition 0.000 description 1
- 208000022306 Cerebral injury Diseases 0.000 description 1
- 206010016654 Fibrosis Diseases 0.000 description 1
- 239000002616 MRI contrast agent Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 1
- 230000002308 calcification Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000003759 clinical diagnosis Methods 0.000 description 1
- 239000002872 contrast media Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000005307 ferromagnetism Effects 0.000 description 1
- 230000004761 fibrosis Effects 0.000 description 1
- 231100000086 high toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- WTFXARWRTYJXII-UHFFFAOYSA-N iron(2+);iron(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Fe+2].[Fe+3].[Fe+3] WTFXARWRTYJXII-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000003734 kidney Anatomy 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000012744 reinforcing agent Substances 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000001507 sample dispersion Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G49/00—Compounds of iron
- C01G49/02—Oxides; Hydroxides
- C01G49/06—Ferric oxide [Fe2O3]
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves
- A61B5/055—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves involving electronic [EMR] or nuclear [NMR] magnetic resonance, e.g. magnetic resonance imaging
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
- C01P2004/04—Particle morphology depicted by an image obtained by TEM, STEM, STM or AFM
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/60—Particles characterised by their size
- C01P2004/64—Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Pathology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
- Compounds Of Iron (AREA)
Abstract
本发明公开了一种极小氧化铁纳米颗粒及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤：(1)将三价铁盐与二价铁盐溶于水配制成水溶液，加热使水溶液升温；(2)将碱的水溶液加入步骤(1)得到的水溶液中，加毕，停止加热，将反应体系置于交变磁场中；(3)将所述反应体系在交变磁场中程序降温，降温期间加入高分子聚合物，关闭交变磁场，反应溶液经处理后得到极小氧化铁纳米颗粒。本发明能够保证有效地均匀成核并限制颗粒的迅速生长，得到尺寸均一的极小颗粒；可以增强颗粒表面化学交换作用的强度，使颗粒具有优良的T1磁共振成像性能，相对于ferumoxytol的T1信号强度明显增强。
Description
技术领域
本发明涉及一种氧化铁纳米颗粒的制备方法，特别涉及一种使用降温共沉淀法结合交变磁场制备极小氧化铁纳米颗粒的方法。
背景技术
传统的超顺磁性氧化铁颗粒主要呈现T2-磁共振成像(MRI)增强效果，通过缩短水分子的横向弛豫时间而减弱周围组织的水信号强度而达到造影效果，但这种使病灶区域变暗的信号易与附近区域的出血、钙化或金属分解等混淆，在一定程度上会误导临床诊断，同时氧化铁颗粒的强磁性会扰乱局部区域的磁场，使图像模糊，存在诸多灵敏度及伪影等明显的问题；与此同时，临床上使用的传统T1-MRI钆剂已发现会导致严重的肾源性纤维化与脑损伤等。因此，安全性高的T1造影剂为目前临床应用迫切需要。
极小的氧化铁纳米颗粒或超小氧化铁纳米颗粒由于其表面自旋倾斜及磁各向异性分布可有效增强T1-MRI，同时具有较好的体内安全性，已有研究作为T1-MRI造影剂应用于体内外的医学试验。目前报道的制备极小氧化铁纳米颗粒的方法包括有高温热解法与热注射共沉淀法，与临床上使用的传统钆剂T1增强剂相比展现出了近似的T1成像效果。但这些方法也存在明显的缺陷：高温热解法的反应条件苛刻，使用的原料与试剂具有较高毒性，产品不适宜在体内应用；热注射共沉淀制备的样品分散性与形貌的均一性较差，成像性能有待提高。因此，开发制备具备良好T1-MRI的极小氧化铁纳米颗粒的新型方法具有重要的意义。
发明内容
发明目的：为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种极小氧化铁纳米颗粒的制备方法，该方法能够保证均匀的氧化铁晶体成核过程，同时有效地限制氧化铁颗粒的迅速生长，从而制备得到分散性极佳的极小尺寸的氧化铁纳米颗粒。
本发明的另一个目的是提供所述方法制备得到的极小氧化铁纳米颗粒。
本发明的最后一个目的是提供所述极小氧化铁纳米颗粒的应用。
技术方案：本发明所述极小氧化铁纳米颗粒的制备方法，包括以下步骤：
(1)将三价铁盐与二价铁盐溶于水配制成水溶液，加热使水溶液升温；
(2)将碱的水溶液加入步骤(1)得到的水溶液中，加毕，停止加热，将反应体系置于交变磁场中；
(3)将所述反应体系在交变磁场中程序降温，降温期间加入高分子聚合物，关闭交变磁场，反应溶液经处理后得到极小氧化铁纳米颗粒。
本发明极小氧化铁纳米颗粒的制备路线示意图见图1。
步骤(1)中，所述三价铁盐为六水合氯化铁、硫酸铁、硝酸铁中的一种或几种，所述二价铁盐为四水合氯化亚铁、硫酸亚铁、硝酸亚铁中的一种或几种，所述三价铁盐和二价铁盐两者在所述水溶液中的浓度为0.1-10mMol/L，优选为10mMol/L、5mMol/L、1mMol/L、0.5mMol/L或0.1mMol/L。所述碱为氨水、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或几种，所述碱在碱的水溶液中的浓度为1-100mMol/L，二价铁盐、三价铁盐和碱的摩尔比为1∶(1.8-2.2)∶(48-52)，优选为1∶2∶50。
步骤(1)中，反应温度为50-90℃，优选为90℃、80℃、70℃、60℃或50℃。所述反应在搅拌下进行，搅拌速度为400-700rpm。
步骤(2)中，所述碱的水溶液加入步骤(1)得到的水溶液的速率为50-200μl/min，优选为50μl/min、100μl/min、150μl/min或200μl/min。
步骤(3)中，所述程序降温的降温速率为0.15-3.4℃/min，优选为3.4℃/min、1.6℃/min、0.28℃/min或0.15℃/min。所述程序降温的降温终点温度为-5℃-15℃，优选为-5℃、0℃、5℃、10℃或15℃。
步骤(3)中，所述交变磁场的频率为10-380kHz。
步骤(3)中，所述高分子聚合物为聚葡萄糖山梨醇羧甲醚，高分子聚合物在反应溶液中的浓度为0.025-0.1mMol/L。
步骤(3)包括以下步骤：将所述反应溶液置于低频感应加热设备的产热线圈中，开启低频感应加热设备，产生交变磁场，同时设定外部循环温度，调节加热设备各项参数与外部循环温度，使溶液程序降温，期间加入高分子聚合物，关闭交变磁场与外部循环，反应溶液经处理后得到极小氧化铁纳米颗粒。
本发明所述的方法制备得到的极小氧化铁纳米颗粒。
本发明所述的极小氧化铁纳米颗粒在T1磁共振成像或干细胞示踪中的应用。
本发明的极小氧化铁纳米颗粒是基于纳米药物ferumoxytol的结构组成与共沉淀原理进行制备的，具体制备方法包括以下步骤：
步骤a：将三价与二价铁盐溶于超纯水配制成极稀浓度的水溶液，加热使水溶液迅速升至高温；
步骤b：维持该温度与高速搅拌，通过微量进样泵按一定速率将稀碱加入步骤a所述的混合溶液中，加毕，停止水浴加热与搅拌，将反应体系置于低频感应加热设备的产热线圈中；
步骤c：开启低频感应加热设备，产生交变磁场，同时设定外部循环温度，调节加热设备各项参数与外部循环温度，使溶液按一定速率降温至一定温度，期间加入一定量高分子聚合物。关闭交变磁场与外部循环，反应溶液经处理后进行粒径、形貌与磁共振成像性能的检测。
本发明的极小氧化铁纳米颗粒是基于纳米药物ferumoxytol的结构组成与共沉淀原理进行制备的，基于共沉淀晶体成核生长的经典机制，通过程序控制体系温度下降并结合外置交变磁场的作用，采用适宜的降温速率以及磁场的各项参数调节，能够保证均匀的氧化铁晶体成核过程，同时有效地限制氧化铁颗粒的迅速生长，从而制备得到分散性极佳的极小尺寸(3nm)的氧化铁纳米颗粒，与纳米药物ferumoxytol相比T1-MRI大幅增强。
有益效果：与传统共沉淀方法制备的纳米氧化铁药物ferumoxytol相比，基本结构组成相近，铁核尺寸小且均一，纵向弛豫率与横向弛豫率的比值大幅缩小，T1-MRI(T1磁共振成像图片)信号强度值明显增强。
附图说明
图1是极小氧化铁纳米颗粒的制备路线示意图；
图2是极小氧化铁纳米颗粒的透射电子显微镜照片；
图3是ferumoxytol的透射电子显微镜照片；
图4是极小氧化铁纳米颗粒与ferumoxytol的弛豫率计算对比图；
图5是极小氧化铁纳米颗粒与ferumoxytol的磁共振成像对比图；
图6是极小氧化铁纳米颗粒与ferumoxytol的T1磁共振成像信号强度对比度。
具体实施方式
实施例1
六水合氯化铁(600mg)与四水合氯化亚铁(221mg)溶于100mL纯化水中，二者混匀后加入250mL的三颈圆底玻璃瓶中(一个口鼓入氮气，一个口供加料用，一个口进行机械搅拌)。水浴加热，使溶液的温度迅速升至90℃。将浓氨水(约28wt％，900μL)加纯化水稀释为5mL，使用双通道微量进样器，在90℃下以100μL/min的速度缓慢将氨水溶液加入反应溶液中并伴随高速搅拌(600rpm)。加毕，停止水浴加热与机械搅拌，将反应容器迅速置于冷水浴与低频感应加热设备(所述的低频感应加热设备型号为GPH-26，输出功率为10KHz或50KHz，购自郑州日佳电子有限公司)的感应线圈中心，调节输出电流为3A-1A，由光纤测温探头监测溶液温度，保持以平均速率为0.15℃/min向下降温；另将聚葡萄糖山梨醇羧甲醚(800mg)溶于10mL纯化水中，待温度降至50℃时加入反应溶液中。待溶液温度降至-5℃后关闭磁场。反应终溶液经透析过滤得到极小氧化铁纳米颗粒，后进一步进行粒径、形貌及磁共振性能的检测。
图1是极小氧化铁纳米颗粒的透射电子显微镜照片，图2是ferumoxytol的透射电子显微镜照片。经DigitalMicrograph软件测得极小氧化铁纳米颗粒铁核尺寸均一分散在3nm左右，ferumoxytol铁核尺寸为8nm左右。
极小氧化铁纳米颗粒的体外MRI检测结果详见实施例4。
实施例2
六水合氯化铁(100mg)与四水合氯化亚铁(46mg)溶于200mL纯化水中，二者混匀后加入250mL的三颈圆底玻璃瓶中(一个口鼓入氮气，一个口供加料用，一个口进行机械搅拌)。水浴加热，使溶液的温度迅速升至70℃。将浓氨水(约28wt％，200μL)加纯化水稀释为5mL，使用双通道微量进样器，在70℃下以200μL/min的速度缓慢将氨水溶液加入反应溶液中并伴随高速搅拌(600rpm)。加毕，停止水浴加热与机械搅拌，将反应容器迅速置于冷水浴与低频感应加热设备(所述的低频感应加热设备型号为SPG-10-II，输出功率为380KHz，购自深圳双平电源有限公司)的感应线圈中心，调节输出电流为5A-2A，由光纤测温探头监测溶液温度，保持以平均速率为0.28℃/min向下降温；另将聚葡萄糖山梨醇羧甲醚(100mg)溶于10mL纯化水中，待温度降至40℃时加入反应溶液中。待溶液温度降至10℃后关闭磁场。反应终溶液经透析过滤得到极小氧化铁纳米颗粒，后进一步进行粒径、形貌及磁共振性能的检测，检测结果与实施例1相近。
实施例3
六水合氯化铁(25mg)与四水合氯化亚铁(10mg)溶于40mL纯化水中，二者混匀后加入50mL的塑料离心管中，鼓入氮气的同时进行机械搅拌。水浴加热，使溶液的温度迅速升至80℃。将浓氨水(约28wt％，50μL)加纯化水稀释为5mL，使用双通道微量进样器，在80℃下150μL/min的速度缓慢将氨水溶液加入反应溶液中并伴随高速搅拌(600rpm)。加毕，停止水浴加热与机械搅拌，将反应容器迅速置于冷水浴与低频感应加热设备(所述的低频感应加热设备型号为SPG-10-III，输出功率为790KHz，购自深圳双平电源有限公司)的感应线圈中心，调节输出电流为6A-2A，由光纤测温探头监测溶液温度，保持以平均速率为0.22℃/min向下降温；另将聚葡萄糖山梨醇羧甲醚(10mg)溶于2mL纯化水中，待温度降至50℃时加入反应溶液中。待溶液温度降至5℃后关闭磁场。反应终溶液经透析过滤得到极小氧化铁纳米颗粒，后进一步进行粒径、形貌及磁共振性能的检测，检测结果与实施例1相近。
实施例4
极小氧化铁纳米颗粒的体外MRI检测：分别配制铁浓度为1mM，0.8mM，0.6mM，0.5mM，0.4mM，0.25mM的极小氧化铁纳米颗粒的水溶液各5mL，装入容量为5Mld塑料试管中，在磁共振扫描仪(7T)下分别测试T1像图，T2像图与mapping。7T磁共振仪采用序列参数如下：RARE-T1-probe为翻转角度＝180°，重复时间＝400ms，有效回波时间＝8.87ms，成像野＝5.50×4.00cm2，层面厚度＝1mm，矩阵＝256×256，激励次数＝1；TurboRARE-T2-probe为翻转角度＝180°，重复时间＝3000ms，有效回波时间＝36ms，成像野＝5.50×4.00cm2，层面厚度＝1mm，矩阵＝256×256，激励次数＝1；RARE-T1+T2mapping为翻转角度＝180°，重复时间＝3000ms，有效回波时间＝11ms与33ms，成像野＝5.50×4.00cm2，层面厚度＝1mm，矩阵＝256×256，激励次数＝1。测试完毕后处理图谱数据，进行弛豫率值的计算，以及T1信号强度对比，实验结果见图4-6。
由图4可见，纵向弛豫率(R2)与横向弛豫率(R1)的比值由24.9(ferumoxytol)缩小至1.32(极小氧化铁颗粒)，比值的缩小有利于产品T1磁性能的提高；由图5和图6可见，相比ferumoxytol，极小氧化铁颗粒的T1磁共振成像信号强度值(信号的亮度)增强了约5倍。
实施例5
与实施例1相同，区别仅在于：
步骤(1)中，三价铁盐为硫酸铁，二价铁盐为硫酸亚铁，三价铁盐和二价铁盐两者在水溶液中的浓度为0.1mMol/L，碱为氢氧化钠，碱在碱的水溶液中的浓度为1mMol/L，二价铁盐、三价铁盐和碱的摩尔比为1∶1.8∶48。反应温度为50℃，搅拌速度为700rpm。
步骤(2)中，碱的水溶液加入步骤(1)得到的水溶液的速率为50μl/min。
步骤(3)中，程序降温的降温速率为3.4℃/min，程序降温的降温终点温度为15℃。交变磁场的频率为10-380kHz。高分子聚合物在反应溶液中的浓度为0.025mMol/L。
实施例6
与实施例1相同，区别仅在于：
步骤(1)中，三价铁盐为硝酸铁，二价铁盐为硝酸亚铁，三价铁盐和二价铁盐两者在水溶液中的浓度为10mMol/L，碱为氢氧化钾，碱在碱的水溶液中的浓度为100mMol/L，二价铁盐、三价铁盐和碱的摩尔比为1∶2.2∶52。反应温度为80℃，搅拌速度为400rpm。
步骤(2)中，碱的水溶液加入步骤(1)得到的水溶液的速率为150μl/min。
步骤(3)中，程序降温的降温速率为1.5℃/min，程序降温的降温终点温度为5℃。交变磁场的频率为240kHz。高分子聚合物在反应溶液中的浓度为0.1mMol/L。
Claims (10)
1.一种极小氧化铁纳米颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将三价铁盐与二价铁盐溶于水配制成水溶液，加热使水溶液升温；
(2)将碱的水溶液加入步骤(1)得到的水溶液中，加毕，停止加热，将反应体系置于交变磁场中；
(3)将所述反应体系在交变磁场中程序降温，降温期间加入高分子聚合物，关闭交变磁场，反应溶液经处理后得到极小氧化铁纳米颗粒。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述三价铁盐为六水合氯化铁、硫酸铁、硝酸铁中的一种或几种，所述二价铁盐为四水合氯化亚铁、硫酸亚铁、硝酸亚铁中的一种或几种，所述三价铁盐和二价铁盐两者在所述水溶液中的浓度为0.1-10mMol/L，所述碱为氨水、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或几种，所述碱在碱的水溶液中的浓度为1-100mMol/L，二价铁盐、三价铁盐和碱的摩尔比为1∶(1.8-2.2)∶(48-52)。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，反应温度为50-90℃，所述反应在搅拌下进行，搅拌速度为400-700rpm。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述碱的水溶液加入步骤(1)得到的水溶液的速率为50-200μl/min。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述程序降温的降温速率为0.15-3.4℃/min，所述程序降温的降温终点温度为-5℃-15℃。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述交变磁场的频率为10-380kHz。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述高分子聚合物为聚葡萄糖山梨醇羧甲醚，高分子聚合物在反应溶液中的浓度为0.025-0.1mMol/L。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)包括以下步骤：
将所述反应溶液置于低频感应加热设备的产热线圈中，开启低频感应加热设备，产生交变磁场，同时设定外部循环温度，调节加热设备各项参数与外部循环温度，使溶液程序降温，期间加入高分子聚合物，关闭交变磁场与外部循环，反应溶液经处理后得到极小氧化铁纳米颗粒。
9.权利要求1-8任意一项所述的方法制备得到的极小氧化铁纳米颗粒。
10.权利要求9所述的极小氧化铁纳米颗粒在磁共振成像或干细胞示踪中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810781983.5A CN108862398B (zh) | 2018-07-16 | 2018-07-16 | 一种极小氧化铁纳米颗粒及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810781983.5A CN108862398B (zh) | 2018-07-16 | 2018-07-16 | 一种极小氧化铁纳米颗粒及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108862398A true CN108862398A (zh) | 2018-11-23 |
| CN108862398B CN108862398B (zh) | 2020-11-20 |
Family
ID=64302428
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810781983.5A Active CN108862398B (zh) | 2018-07-16 | 2018-07-16 | 一种极小氧化铁纳米颗粒及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108862398B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109513018A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-03-26 | 博瑞生物医药（苏州）股份有限公司 | 一种多聚糖超顺磁氧化铁内毒素的去除方法 |
| CN110680809A (zh) * | 2019-11-28 | 2020-01-14 | 东南大学 | 一种口服纳米补铁剂及其制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106830096A (zh) * | 2017-02-28 | 2017-06-13 | 东南大学 | 一种磁性纳米氧化铁的制备方法 |
| CN107098397A (zh) * | 2017-05-18 | 2017-08-29 | 南通万宝实业有限公司 | 一种纳米颗粒磁性材料的制备方法 |
-
2018
- 2018-07-16 CN CN201810781983.5A patent/CN108862398B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106830096A (zh) * | 2017-02-28 | 2017-06-13 | 东南大学 | 一种磁性纳米氧化铁的制备方法 |
| CN107098397A (zh) * | 2017-05-18 | 2017-08-29 | 南通万宝实业有限公司 | 一种纳米颗粒磁性材料的制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| BO CHEN等: "Ferumoxytol of ultrahigh magnetization produced by hydrocooling and magnetically internal heating co-precipitation", 《NANOSCALE》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109513018A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-03-26 | 博瑞生物医药（苏州）股份有限公司 | 一种多聚糖超顺磁氧化铁内毒素的去除方法 |
| CN110680809A (zh) * | 2019-11-28 | 2020-01-14 | 东南大学 | 一种口服纳米补铁剂及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108862398B (zh) | 2020-11-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Iqbal et al. | Silica-coated super-paramagnetic iron oxide nanoparticles (SPIONPs): a new type contrast agent of T 1 magnetic resonance imaging (MRI) | |
| Zhao et al. | Synthesis and application of strawberry-like Fe3O4-Au nanoparticles as CT-MR dual-modality contrast agents in accurate detection of the progressive liver disease | |
| US8092783B2 (en) | Gadolinium containing prussian blue nanoparticles as nontoxic MRI contrast agents having high relaxivity | |
| CN108862398A (zh) | 一种极小氧化铁纳米颗粒及其制备方法 | |
| US20130164222A1 (en) | Preparation of Extremely Small and Uniform Sized, Iron Oxide-Based Paramagnetic or Pseudo-Paramagnetic Nanoparticles and MRI T1 Contrast Agents Using the Same | |
| CN106830096B (zh) | 一种磁性纳米氧化铁的制备方法 | |
| CN103203030B (zh) | 一种KMnF3核磁共振成像造影剂的制备方法 | |
| CN101912623B (zh) | 具有靶向功能铁-钆双模式磁共振造影剂的制备及应用 | |
| CN109475647A (zh) | 在生物相容的交流磁场中具有巨大的交流磁自发热的掺杂有碱金属或碱土金属的氧化铁纳米颗粒及其制备方法 | |
| CN104069516B (zh) | 一种超顺磁性纳米颗粒及其制备方法和用途 | |
| CN106692991A (zh) | 一种具有双加热和显像功能的靶向纳米磁粒及其制备方法和用途 | |
| CN110496970A (zh) | 一种复合纳米材料、其制备方法及其应用 | |
| CN105641717B (zh) | 一种超稳定单分散的荧光磁性纳米探针及其制备和应用 | |
| Xiang et al. | One-pot synthesis of water-soluble and biocompatible superparamagnetic gadolinium-doped iron oxide nanoclusters | |
| CN109847073A (zh) | 一种鞣酸(ta)-铁-bsa纳米粒子t1-mri造影剂及其制备方法 | |
| Mao et al. | Continuous synthesis of extremely small-sized iron oxide nanoparticles used for T 1-weighted magnetic resonance imaging via a fluidic reactor | |
| Wang et al. | Fe 3 O 4 assembly for tumor accurate diagnosis by endogenous GSH responsive T 2/T 1 magnetic relaxation conversion | |
| Prokopiou et al. | Synthesis and characterization of modified magnetic nanoparticles as theranostic agents: In vitro safety assessment in healthy cells | |
| CN104225629A (zh) | 一种KMnF3核磁共振成像造影剂、制备方法及用途 | |
| Boss et al. | Assessment of iron nanoparticle distribution in mouse models using ultrashort‐echo‐time MRI | |
| CN108434466B (zh) | 一种负载多肽的普鲁士蓝纳米颗粒的制备方法 | |
| CN103110965A (zh) | 一种四氧化三铁纳米材料及其制备方法和应用 | |
| RU2419454C1 (ru) | Магнитно-резонансное и рентгеновское контрастное средство на основе сложного оксида железа и способ его получения | |
| CN1219135A (zh) | 一种网状内皮系统器官t1加权磁性共振成像的方法 | |
| WO2020107566A1 (zh) | 一种小分子蛋白质及其应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |