CN111643662A - 一种基于全混流模型合成的羟基氧化铝纳米佐剂及其合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于全混流模型合成的羟基氧化铝纳米佐剂及其合成方法，属于羟基氧化铝材料领域。本发明所述方法为：①将铝盐与氯盐溶于水形成溶液Ⅰ；②将沉淀剂溶于水形成溶液Ⅱ；③将溶液Ⅰ与溶液Ⅱ分别加热至20‑200℃，再将溶液Ⅰ、溶液Ⅱ按照铝盐与沉淀剂摩尔比1：1‑4的比例从容器的底部同时加入，搅拌，生成物从容器的顶部溢出，当溢出的生成物pH为5‑6或12‑13时，收集溢出的生成物；④将步骤③所得产品冷却，分离，洗涤，加水使其成悬浮液，30‑200℃反应1‑24h，干燥，或者将步骤③所得产品冷却，分离，洗涤，加水使其成悬浮液，干燥。本发明所述方法工艺简单，合成温度较低，耗能较低，适合大规模生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于全混流模型合成的羟基氧化铝纳米佐剂及其合成方法，属于羟基氧化铝材料领域。
背景技术
在人口密集、人员流动较大的当今时代，疫苗作为预防传染性疾病最重要的武器，在人类患病前，给予人们抵御疾病的免疫能力。
疫苗保留了病原菌刺激动物体免疫系统的特性，而疫苗佐剂是能够非特异性地改变或增强机体对抗原的特异性免疫应答、发挥辅助作用的一类物质。佐剂能够诱发机体产生长期、高效的特异性免疫反应，提高机体保护能力，同时又能减少免疫物质的用量，降低疫苗的生产成本。
其中羟基氧化铝作为铝盐佐剂最重要的一员，目前合成羟基氧化铝有众多的传统工艺如水热法、气相法、煅烧酸浸法、溶胶凝胶法等，由于合成时所需温度过高、耗能较大、仪器设备复杂、有机溶剂引入以及有污染物排放等原因，所得产物不易分离，工艺流程复杂，并且针对羟基氧化铝材料物化特性表征的研究匮乏。因此，研究合成稳定的羟基氧化铝材料工艺，以及可以具有安全规模化生产在探究疫苗佐剂的制备中具有重要的意义。
发明内容
本发明通过新的制备方法，解决了上述问题。
本发明提供了一种基于全混流模型合成羟基氧化铝纳米佐剂的方法，所述方法包括如下步骤：①将铝盐与氯盐溶于水，形成溶液Ⅰ；②将沉淀剂溶于水，形成溶液Ⅱ；③将溶液Ⅰ与溶液Ⅱ分别加热至20-200℃，再将溶液Ⅰ、溶液Ⅱ按照铝盐与沉淀剂摩尔比1：1-4的比例从容器的底部同时加入，搅拌，生成物从容器的顶部溢出，当溢出的生成物pH为5-6或12-13时，收集溢出的生成物；④将步骤③所得产品冷却，分离，洗涤，加水使其成悬浮液，30-200℃反应1-24h，干燥，得到羟基氧化铝纳米佐剂，或者将步骤③所得产品冷却，分离，洗涤，加水使其成悬浮液，干燥，得到羟基氧化铝纳米佐剂。
本发明优选为所述铝盐为硝酸铝、氯化铝、硫酸铝和异丙醇铝中的至少一种；所述溶液Ⅰ中铝盐的浓度为0.05-0.5M。
本发明优选为所述氯盐为氯化钾、氯化钠、氯化钙和氯化镁中的至少一种；所述溶液Ⅰ中氯盐的浓度为0.3-5M。
本发明优选为所述沉淀剂为乙二胺、氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一种；所述溶液Ⅱ中沉淀剂的浓度为0.2-1M。
本发明优选为所述步骤③中将溶液Ⅰ与溶液Ⅱ分别加热至30-90℃。
本发明优选为所述步骤③中溶液Ⅰ、溶液Ⅱ的比例为按照铝盐与沉淀剂的摩尔比1：1.5-4同时加入。
本发明优选为所述步骤③中搅拌条件为：200-1000rpm搅拌。
本发明优选为所述步骤④中分离方法为：4000-9000rpm离心5-40min。
本发明优选为所述步骤④中洗涤方法为：用水和乙醇分别洗涤3-5次。
本发明另一目的为提供一种上述方法合成的羟基氧化铝纳米佐剂。
本发明有益效果为：
本发明采用铝盐-氯盐溶液作为前驱物溶液，采用含有氢氧根离子的溶液作为沉淀剂，再将两者升温、按比例同时混合、搅拌，当pH为5-6或12-13时，反应得到非晶态的羟基氧化铝，洗去前驱物溶液，然后通过加热的方法使其中的水分子抽离，氢键断裂，逐渐形成羟基氧化铝晶体结构。
本发明所述方法工艺简单，合成温度较低，耗能较低，适合大规模生产，可以合成分散均匀、粒径尺寸均一的羟基氧化铝纳米材料，本发明所述方法可以精确调控其结晶度并根据控制合成时的pH来调控合成羟基氧化铝的形貌，如棒状或片状，在疫苗佐剂的制备与使用等医学领域中具有很好的应用前景。
附图说明
本发明附图6幅，
图1为实施例1所述方法合成的棒状羟基氧化铝纳米佐剂的透射电镜图，标尺为100nm。其中：图1(a)为棒状羟基氧化铝纳米佐剂a、图1(b)为棒状羟基氧化铝纳米佐剂b。
图2为实施例1所述方法合成的棒状羟基氧化铝纳米佐剂a、b的X射线衍射表征结果图。
图3为实施例1所述方法合成的棒状羟基氧化铝纳米佐剂a、b的沉降稳定性对比实验结果图。
图4为实施例1所述方法合成的棒状羟基氧化铝纳米佐剂a、b的老化稳定性对比实验结果图。
图5为实施例2所述方法合成的片状羟基氧化铝纳米佐剂的透射电镜图，标尺为100nm。
图6为本发明所述容器的结构示意图。
具体实施方式
下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
实施例1
①将27.143g氯化铝与60.000g氯化钠在室温下溶解于1000mL去离子水中，500-600rpm搅拌以形成澄清透明的溶液Ⅰ；
②将10.000g氢氧化钠在室温下溶解于500mL去离子水中，500-600rpm搅拌以形成澄清透明的溶液Ⅱ；
③将溶液Ⅰ与溶液Ⅱ分别加热至60℃，溶液Ⅰ与溶液Ⅱ分别再以40mL/min、27.5mL/min的进料速度从容器的底部同时加入，500-600rpm搅拌，生成物从容器的顶部溢出，当溢出的生成物pH为5.7时，收集溢出的生成物；
④将步骤③所得产品自然冷却至室温，6000rpm离心10min，用去离子水和乙醇分别洗涤3次，加水使其成悬浮液，分成两份，分别加热至60℃、80℃，反应1h后干燥，得到棒状羟基氧化铝纳米佐剂a(产物a)、棒状羟基氧化铝纳米佐剂b(产物b)。
上述材料经表征显示，产物a和产物b的分散性较好，呈棒状结构。所得产物的粒径为170-250nm，PDI分散性指数为＜0.3，步骤④的加热温度越高，所得产物的020晶面半峰宽越窄，结晶度越高。产物a的沉降稳定性优于产物b，放置3个月后，观测XRD未有明显区别，说明产物a和产物b老化稳定性较好。具体结果见图1、2、3和4。
实施例2
①将542g氯化铝与1200g氯化钠在室温下溶解于20L去离子水中，300-400rpm搅拌以形成澄清透明的溶液Ⅰ；
②将200g氢氧化钠在室温下溶解于5L去离子水中，300-400rpm搅拌以形成澄清透明的溶液Ⅱ；
③将溶液Ⅰ与溶液Ⅱ分别加热至60℃，溶液Ⅰ与溶液Ⅱ分别再以200mL/min、80mL/min的进料速度从容器的底部同时加入，300-400rpm搅拌，生成物从容器的顶部溢出，当溢出的生成物pH为12.3时，收集溢出的生成物；
④将步骤③所得产品自然冷却至室温，6000rpm离心10min，用去离子水和乙醇分别洗涤3次，加水使其成悬浮液，干燥，得到片状羟基氧化铝纳米佐剂。
对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (10)
1.一种基于全混流模型合成羟基氧化铝纳米佐剂的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
①将铝盐与氯盐溶于水，形成溶液Ⅰ；
②将沉淀剂溶于水，形成溶液Ⅱ；
③将溶液Ⅰ与溶液Ⅱ分别加热至20-200℃，再将溶液Ⅰ、溶液Ⅱ按照铝盐与沉淀剂摩尔比1：1-4的比例从容器的底部同时加入，搅拌，生成物从容器的顶部溢出，当溢出的生成物pH为5-6或12-13时，收集溢出的生成物；
④将步骤③所得产品冷却，分离，洗涤，加水使其成悬浮液，30-200℃反应1-24h，干燥，得到羟基氧化铝纳米佐剂，或者将步骤③所得产品冷却，分离，洗涤，加水使其成悬浮液，干燥，得到羟基氧化铝纳米佐剂。
2.根据权利要求1所述基于全混流模型合成羟基氧化铝纳米佐剂的方法，其特征在于：所述铝盐为硝酸铝、氯化铝、硫酸铝和异丙醇铝中的至少一种；
所述溶液Ⅰ中铝盐的浓度为0.05-0.5M。
3.根据权利要求2所述基于全混流模型合成羟基氧化铝纳米佐剂的方法，其特征在于：所述氯盐为氯化钾、氯化钠、氯化钙和氯化镁中的至少一种；
所述溶液Ⅰ中氯盐的浓度为0.3-5M。
4.根据权利要求3所述基于全混流模型合成羟基氧化铝纳米佐剂的方法，其特征在于：所述沉淀剂为乙二胺、氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一种；
所述溶液Ⅱ中沉淀剂的浓度为0.2-1M。
5.根据权利要求4所述基于全混流模型合成羟基氧化铝纳米佐剂的方法，其特征在于：所述步骤③中将溶液Ⅰ与溶液Ⅱ分别加热至30-90℃。
6.根据权利要求5所述基于全混流模型合成羟基氧化铝纳米佐剂的方法，其特征在于：所述步骤③中溶液Ⅰ、溶液Ⅱ的比例为按照铝盐与沉淀剂的摩尔比1：1.5-4同时加入。
7.根据权利要求6所述基于全混流模型合成羟基氧化铝纳米佐剂的方法，其特征在于：所述步骤③中搅拌条件为：200-1000rpm搅拌。
8.根据权利要求7所述基于全混流模型合成羟基氧化铝纳米佐剂的方法，其特征在于：所述步骤④中分离方法为：4000-9000rpm离心5-40min。
9.根据权利要求8所述基于全混流模型合成羟基氧化铝纳米佐剂的方法，其特征在于：所述步骤④中洗涤方法为：用水和乙醇分别洗涤3-5次。
10.权利要求1、2、3、4、5、6、7、8或9所述方法合成的羟基氧化铝纳米佐剂。
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