RU2367513C2 - Способ получения полимерного покрытия на поверхности частиц - Google Patents
Способ получения полимерного покрытия на поверхности частиц Download PDFInfo
- Publication number
- RU2367513C2 RU2367513C2 RU2007142696/15A RU2007142696A RU2367513C2 RU 2367513 C2 RU2367513 C2 RU 2367513C2 RU 2007142696/15 A RU2007142696/15 A RU 2007142696/15A RU 2007142696 A RU2007142696 A RU 2007142696A RU 2367513 C2 RU2367513 C2 RU 2367513C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- particles
- polymer coating
- coating
- polymer
- nanoparticles
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
- A61K9/48—Preparations in capsules, e.g. of gelatin, of chocolate
- A61K9/50—Microcapsules having a gas, liquid or semi-solid filling; Solid microparticles or pellets surrounded by a distinct coating layer, e.g. coated microspheres, coated drug crystals
- A61K9/5094—Microcapsules containing magnetic carrier material, e.g. ferrite for drug targeting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
- B22F1/10—Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
- B22F1/102—Metallic powder coated with organic material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
- C22C19/002—Alloys based on nickel or cobalt with copper as the next major constituent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
- C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2999/00—Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Hard Magnetic Materials (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
- Medicinal Preparation (AREA)
- Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Polymerisation Methods In General (AREA)
Abstract
Изобретение относится к получению полимерных биосовместимых покрытий на поверхности частиц и может быть использовано в фармакологии, медицине, ветеринарии, косметологии для создания систем векторной доставки лекарственных и биологически активных веществ. Способ получения полимерного покрытия на поверхности частиц включает формирование реакционной системы, в состав которой вводят частицы в смеси с мономерами, в качестве которых используют аминокислоты, и последующее проведение реакции полимеризации с образованием полимерного покрытия на поверхности частиц. Покрытие наносят на частицы, поглощающие микроволновое излучение. Для проведения реакции полимеризации реакционную систему облучают микроволновым излучением, которое поглощается указанными частицами. Изобретение позволяет получить биосовместимые покрытия на поверхности частиц без использования токсичных органических растворителей. 4 ил.
Description
Изобретение относится к нанотехнологиям и наноматериалам, технологиям биоинженерии, технологиям создания биосовместимых и биоактивных материалов и может применяться для получения новых тонкопленочных функциональных и полифункциональных полимерных покрытий на частицах, которые могут использоваться для создания систем векторной доставки лекарственных и биологически активных веществ в медицинской и ветеринарной практике, медицинской и фармакологической промышленности, биотехнологии, сельском хозяйстве, производстве косметических и гигиенических средств, в сепарационных технологиях. Заявляемый способ может быть использован в разработках перспективных технологий создания новых наноматериалов и высокодисперсных систем со специальными свойствами.
Полимерные покрытия широко используются в различных областях техники, включая системы записи, хранения и отображения информации, электронные и оптоэлектронные приборы и устройства, сепарационные технологии, производство магнитных жидкостей, производство оборудования и материалов для медицины, фармакологии, биотехнологии, биоинженерии, косметологии, химической и пищевой промышленности, для функционализации, модификации и защиты различных поверхностей, в том числе поверхностей неорганических частиц, в биомедицинских, фармацевтических, сенсорных, аналитических и диагностических технологиях и т.д.
Известен способ получения полимерного покрытия на микрочастицах (заявка US 20070172426, Lee; Gil U.; (West Lafayette, IN) и др., публ. 26.07.2007). Способ включает приготовление гомогенных по размеру частиц (диаметром 1-100 нм), гидрофобизацию поверхности наночастиц, приготовление суспензии гидрофобных частиц и инициатора полимеризации в гидрофобном растворителе, приготовление эмульсии путем диспергирования капель гидрофобного растворителя в водной фазе в присутствии эмульгатора, приготовление эмульсии, в которой размер капель варьируется в пределах 2-20 нм, испарение части диспергированных гидрофобных капель с формированием микрокапель в водной фазе, замену начального поверхностно-активного вещества на полимеризуемое поверхностно-активное вещество, добавление полимеризуемого мономера в водную фазу и его адсорбцию на частицы, полимеризацию мономеров и формирование полимерного слоя на поверхности частиц, дальнейшую функционализацию полимерной поверхности частиц другими полимерами, или частицами, или биологическими макромолекулами. Формирование полимерного покрытия на поверхности частиц в данном способе не предполагает использования электромагнитного излучения, поглощаемого частицами.
Известен способ получения полимерного покрытия на поверхности магнитных частиц (заявка US 20030232196, GENERAL ELECTRIC COMPANY, публ. 2003.12.18), включающий формирование полимерного покрытия на частицах с использованием термической обработки покрывающего материала, представляющего собой полимер, выбираемый из группы: полиорганосилоксаны, полиорганосиланы и или их смеси. Формирование полимерного покрытия на поверхности частиц в данном способе не предполагает использования электромагнитного излучения, поглощаемого частицами.
Известен способ получения полимерного покрытия на поверхности магнитных частиц (заявка JP 2005160378, HITACHI MAXELL; TOYO BOSEK (JP), публ. 2005.06.23). Способ включает формирование полимерного слоя на поверхности частиц с использованием процессов сшивания, при этом полимер имеет функциональные группы, взаимодействующие с физиологически активными соединениями. Формирование полимерного покрытия на поверхности частиц в данном способе не предполагает использования электромагнитного излучения, поглощаемого частицами.
Известен способ получения равномерного и стабильного полимерного покрытия на поверхности магнитных частиц (заявка JP 2006088131, RIKOGAKU SHINKOKAI (JP), публ. 2006.04.06). Способ включает адсорбцию гидрофобного материала на поверхность гидрофильных частиц, гидрофилизацию поверхности гидрофобизованных частиц путем уменьшения ионной силы с использованием поверхностно-активных соединений, имеющих неионные гидрофильные группы, и получение в результате дисперсной жидкости. Далее способ включает стадию эмульгирования раствора мономера с использованием ионных и неионных поверхностно-активных соединений с получением эмульсии, смешивание эмульсии и дисперсной жидкости и далее процесс эмульсионной полимеризации жидкой эмульсии. В результате получаются магнитные частицы, покрытые слоем полимера. Недостатком метода является его сложность, многостадийность, необходимость использования растворителей и дополнительных реагентов - поверхностно-активных соединений. Кроме того, формирование полимерного покрытия на поверхности частиц в данном способе не предполагает использования электромагнитного излучения, поглощаемого частицами.
Известен способ получения композитных наноструктур в виде полимерных ядер, покрытых ферритовыми частицами, на поверхности которых сформировано защитное полимерное покрытие (патент JP 7082302, NIPPON PAINT СО LTD (JP), публ. 1995.03.28). Способ включает покрытие полимерного ядра ультрамалыми частицами феррита, которые покрываются защитным полимерным слоем, образующимся в процессе радикальной полимеризации ненасыщенных мономеров, которые могут содержать глицидиловые групы. Формирование полимерного покрытия на поверхности частиц в данном способе не предполагает использования электромагнитного излучения, поглощаемого частицами.
Известен способ получения полимерного покрытия на поверхности магнитных частиц (патент JP 63005019, JAPAN RES DEV CORP; TSUNODA HIDEO (JP), публ. 1988.01.11). Способ заключается в капсулировании магнитных частиц и формировании на их поверхности полимерного покрытия, содержащего иммобилизованные биологические компоненты (белки, энзимы). В известном способе в качестве частиц ядра используют ферромагнитные материалы, такие как Fe, Co, Ni, магнетит. На поверхность частиц наносят связывающий молекулярный слой, содержащий кремнийорганические соединения, полимерное покрытие формируют путем полимеризации функциональных групп поверхности частиц и полимеризуемых мономеров, в частности метилакрилата. Формирование полимерного покрытия на поверхности частиц в данном способе не предполагает использования электромагнитного излучения, поглощаемого частицами.
Известен способ нагрева, использующий воздействие микроволнового излучения на суперпарамагнитные наночастицы (заявка DE 102006023034, SUS TECH GMBH & СО KG (DE), публ. 2007.05.16). В этом способе дисперсную фазу наночастиц подвергают действию микроволнового излучения и магнитного поля. Этот способ нагрева не использовался для синтеза полимерной оболочки на поверхности частиц, поглощающих излучение.
Известен способ получения полимерного покрытия на поверхности магнитных частиц (патент WO 9102811, IMMUNICON CORP (US), публ. 1991.03.07). Способ позволяет получать покрытые биоактивные магнитные частицы, используемые для магниторезонансного изображения. Полимерное покрытие на частицах получается в процессе измельчения исходного кристаллического материала в присутствии покрывающего агента. Формирование полимерного покрытия на поверхности частиц в данном способе не предполагает использования электромагнитного излучения, поглощаемого частицами.
Известен способ получения полимерного покрытия на поверхности магнитных частиц (патент US 4677027, EXPLOATERINGS AB TBF (SE), 1987.06.30). Способ получения полимерного покрытия заключается в замещении иммобилизованных ионов металла на поверхности частиц гидрофильным полимером в результате процесса хемосорбции. Неорганические частицы могут представлять собой магнитный материал, например магнетит. Способ формирования покрытия включает приведение частиц в контакт с раствором реагентов, которые включают, по крайней мере, одну хелатную группу и одну реакционную группу. Затем частицы приводят в контакт с раствором, содержащим реагент, взаимодействующий с хелатным реагентом, адсорбированным на частице. Полимерный слой может представлять собой слой полиспирта, полиамина, полиамида, полисахарида, белка или пептида, полиакриламида и др. Формирование полимерного покрытия на поверхности частиц в данном способе не предполагает использования электромагнитного излучения, поглощаемого частицами.
Известен способ получения полимерного покрытия на поверхности магнитных частиц (заявка WO 2004042397, JAPAN SCIENCE & TECH CORP (JP); YOSHINAGA KOHJI (JP); ENPUKU KEIJI (JP), публ. 2004.05.21). Способ включает адсорбцию гидрофильного макромономера (предпочтительно поливинилпирролидона), имеющего полимеризуемые виниловые группы и молекулярный вес 500-1000, и добавление мономера, имеющего карбоксильную группу и представляющего собой гидрофильное виниловое соединение, а также сшивающего и сополимеризующего агента. Формирование полимерного покрытия на поверхности частиц в данном способе не предполагает использования электромагнитного излучения, поглощаемого частицами.
Известен способ покрытия твердотельного субстрата (в качестве которого могут использоваться наночастицы) слоем биодеградируемого поли1,4-диоксана-2-она (заявка KR 20040060236, KOREA INST SCIENCE TECHNOLOGY, публ. 2004.07.06). Способ включает введение катализатора и 1,4-диоксана в контакт с твердотельным субстратом, с которым связаны гидроксильные группы, и проведение каталитической полимеризации на поверхности субстрата при температуре 55-100°С. В качестве неорганических частиц могут использоваться частицы золота, кремния, оксид титана, оксид алюминия. Формирование полимерного покрытия на поверхности частиц в данном способе не предполагает использования электромагнитного излучения, поглощаемого частицами.
Известен способ получения полимерного покрытия на поверхности полупроводниковых наночастиц (заявка JP 2006213592, HITACHI SOFTWARE ENG (JP), публ. 2006.08.17). Способ включает электростатическое связывание полимера с поверхностью частиц. Формирование полимерного покрытия на поверхности частиц в данном способе не предполагает использования электромагнитного излучения, поглощаемого частицами.
Известен способ получения полимерного покрытия на поверхности полупроводниковых и металлических наночастиц (патент CA 2424082, QUANTUM DOT CORP (US), публ. 2002.07.18). Метод включает адсорбцию амфифильных полимерных молекул на поверхность гидрофобных частиц. Формирование полимерного покрытия на поверхности частиц в данном способе не предполагает использования электромагнитного излучения, поглощаемого частицами.
Известен способ получения магнитных частиц оксида железа, на поверхности которых сформировано полимерное покрытие (патент CN 1506399, BEIJING CHEMICAL ENGINEERING U (CN), публ. 2004.06.23). Способ позволяет получать полимерное покрытие (полипиррол) на поверхности частиц оксида железа (структура типа ядро-оболочка) и включает диспергирование частиц оксида железа в реакционной системе, включающей соль трехвалентного железа, деионизованную воду, мономер, окислитель в реакторе в условиях перемешивания. Формирование полимерного покрытия на поверхности частиц в данном способе не предполагает использования электромагнитного излучения, поглощаемого частицами.
Наиболее близким к заявляемому способу (прототипом) является известный способ получения полимерного покрытия на поверхности магнитных частиц (патент JP 8176461, TOPPAN PRINTING СО LTD (JP), публ. 1996.07.09). Способ позволяет формировать полимерное покрытие на поверхности частиц из магнитных материалов, таких как оксиды железа, сплавы железо-никель, железо-кобальт. Полимерное покрытие формируют путем сополимеризации мономеров. В качестве гидрофильных мономеров используют акриловую кислоту и акриламид, в качестве гидрофобных мономеров используют метилметакрилат и стирол. Полимерное покрытие формируют путем полимеризации мономеров на поверхности частиц в присутствии инициатора полимеризации, при этом полимеризацию проводят в состоянии водного раствора или дисперсии. Толщина получаемого полимерного покрытия составляет около 0,01 мкм. Полимеризацию проводят при 40-100°С в течение 2-24 часов. Формирование полимерного покрытия на поверхности частиц в данном способе не предполагает использования электромагнитного излучения, поглощаемого частицами, что является существенным отличием прототипа от заявляемого изобретения.
Задачей изобретения является создание нового способа получения полимерного покрытия на поверхности частиц, в частности биосовместимого покрытия на поверхности магнитных частиц.
Решение поставленной задачи достигается заявляемым способом получения полимерного покрытия на поверхности частиц.
Сущность изобретения заключается в том, что заявляемый способ получения полимерного покрытия на поверхности частиц заключается в формировании реакционной системы, в состав которой вводят частицы и молекулы мономеров и затем проводят реакции полимеризации мономеров с образованием полимерной пленки, покрывающей поверхность частиц, при этом с целью проведения реакций полимеризации мономеров реакционную систему облучают электромагнитным излучением, которое частично или полностью поглощается частицами. Энергия электромагнитного излучения, поглощенного частицами, преобразуется в тепловую энергию, что обусловливает локальный разогрев частиц и области пространства непосредственно вблизи каждой частицы. Локальное повышение температуры в этих областях обеспечивает протекание процессов термоиндуцированной полимеризации именно в этих локальных областях, контактирующих с поверхностью частиц. В качестве электромагнитного излучения возможно использование микроволнового излучения. В качестве частиц, на поверхности которых формируют полимерное покрытие, возможно использование неорганических частиц. Соответственно, в качестве неорганических частиц, на поверхности которых формируют полимерное покрытие, используют частицы, поглощающие микроволновое излучение. В качестве таких частиц возможно использование магнитных частиц, которые, как известно, могут поглощать электромагнитное излучение микроволнового диапазона. Заявляемым способом на поверхности частиц возможно формирование биосовместимого полимерного покрытия. В качестве мономеров при формировании такого покрытия используют аминокислоты. В качестве аминокислоты возможно использование аспарагиновой кислоты.
Заявляемый способ позволяет получать полиамидные и полиимидные, в частности биосовместимые полипептидные, покрытия на поверхности неорганических частиц.
Существенные отличия заявляемого способа от аналогов и прототипа состоят в том, что в нем реакции полимеризации мономеров проводят под действием электромагнитного излучения, которое частично или полностью поглощается частицами, на поверхности которых формируют полимерное покрытие, вследствие чего происходит локальное повышение температуры в локальных областях реакционной системы, контактирующих с поверхностью частиц. Соответственно, в заявляемом способе необходимо использование частиц, которые могут поглощать электромагнитное излучение соответствующего диапазона или обладающих электронной проводимостью.
Преимуществами заявляемого изобретения является существенное упрощение и удешевление технологии получения полимерных покрытий на поверхности частиц, возможность получения биосовместимых покрытий, экологичность и относительная простота метода. Способ позволяет избегать использования токсичных органических растворителей в процессе получения полимерных покрытий на поверхности частиц.
Полезным эффектом заявляемого изобретения является то, что оно позволяет получать стабильные прочные биосовместимые полимерные покрытия на магнитных частицах, что существенно расширяет области практического использования магнитных наночастиц. Кроме этого изобретение обеспечивает удешевление и упрощение технологии получения полимерных покрытий на поверхности частиц, открывает возможности создания экологически чистых массовых производств таких наноматериалов.
Технический результат изобретения заключается в том, что оно обеспечивает возможность получения прочных полиамидных и полиимидных, в частности биосовместимых, покрытий на поверхности частиц, поглощающих электромагнитное излучение.
В качестве частиц, на поверхности которых формируют полимерное покрытие, можно использовать частицы, поглощающие электромагнитное излучение полностью или частично, в том числе неорганические частицы. В качестве таких частиц возможно использование магнитных частиц, которые, как известно, могут поглощать электромагнитное излучение микроволнового диапазона. Заявляемым способом на поверхности частиц возможно формирование биосовместимых полимерных покрытий, используя в качестве мономеров аминокислоты. В частности, использование в качестве мономера аспарагиновой кислоты позволяет получить на поверхности магнитных частиц биосовместимое покрытие из полисукцинимида (ПСИ).
Следует отметить, что как аспарагиновая кислота, так и полисукцинимид являются твердыми веществами даже в условиях реакции. Очевидно, что использование полисукцинимида в качестве покрытия для наночастиц другими известными способами потребовало бы его предварительного растворения. Однако при разработке современных технологий стараются избежать применения растворителей, так как это, как правило, связано с возникновением экологических проблем, тем более, что растворители для полисукцинимида - диметилформамид (ДМФА) и диметилсульфоксид (ДМСО) - достаточно токсичные вещества.
Таким образом, преимуществом заявляемого способа является существенное упрощение и удешевление технологии получения полимерных покрытий на поверхности частиц, в том числе - на поверхности наночастиц, широко применяемых в различных областях техники. Способ позволяет получать полимерные покрытия различной природы, в том числе - биосовместимые покрытия, с возможностью регулирования толщины слоя путем подбора оптимальных мощности и времени облучения без использования токсичных органических растворителей.
Заявляемый способ открывает возможности создания экологически чистых производств магнитных наноматериалов, покрытых биосовместимыми полимерами, для использования в медицине в диагностических и фармакологических и других технологиях.
Краткое описание чертежей
Фигура 1. Спектральный анализ (ИК-диапазон) конечного продукта превращения аспарагиновой кислоты в ходе процесса ее полимеризации.
Фигура 2. Изменение веса образца аспарагиновой (АСП) кислоты при динамическом режиме термогравиметрии.
Фигура 3. Изображение наночастиц сплава никель/медь (количество меди 12%), используемых в примере реализации заявляемого способа.
Фигура 4. Изменение веса образца наночастиц со сформированным полимерным покрытием при динамическом режиме термогравиметрии.
В качестве примеров осуществления изобретения нами получены покрытия из различных полиаминокислот на поверхности различных наночастиц под действием электромагнитного излучения, получаемого из различных источников.
Предварительно был изучен процесс образования полимера из аспарагиновой (аминоянтарной) кислоты. Известно, что единственным летучим продуктом при поликонденсации аминокислот является вода. Поскольку область температур, при которой происходит этот процесс, лежит в районе 200°С, и выделяемая вода должна была испаряться из реакционной смеси в ходе реакции, для контроля процесса применяли метод термогравиметрии, в котором автоматически с большой точностью в цифровом режиме измеряют потерю веса образца. Было установлено, что в изотермических условиях при достаточно большом времени проведения реакции, когда она практически останавливается, потеря веса составляет 27%, что эквивалентно выделению двух молекул воды из каждой молекулы исходной кислоты. Именно столько воды должно выделяться при образовании конечного продукта поликонденсации аспарагиновой кислоты - полисукцинимида. Спектральный анализ конечного продукта превращения аспарагиновой кислоты в ИК-диапазоне представлен на Фигуре 1. Анализ показал, что полученный продукт на 100% состоит из полисукцинимида. Фурье ИК-спектры специально синтезированного полисукцинимида и продукта реакции, проводившейся достаточно долгое время, вплоть до ее практической остановки, полностью совпадают. Как показано на Фигуре 2, при нагревании аспарагиновой кислоты в динамическом режиме при линейном по времени росте температуры четко различаются стадии: (1) - поликонденсации аспарагиновой кислоты до 300°С и (2) - термического разложения полисукцинимида выше 300°С. Таким образом, температурный профиль потери веса при росте температуры может служить для идентификации продукта реакции и исходного вещества в их смеси.
Приведенные ниже примеры показывают возможность осуществления заявляемого способа получения полимерного покрытия на поверхности частиц с достижением заявляемого технического результата. В примерах 1-5, иллюстрирующих получение полимера из ПСИ на поверхности частиц различной природы, использована L-аспарагиновая кислота фирмы Panreac (Испания) с содержанием примесей не более 0,8%.
Пример 1. Получение покрытия из полисукцинимида на поверхности наночастиц сплава никель-медь под действием микроволнового облучения с использованием в качестве мономера аспарагиновой кислоты.
Для получения покрытия из полисукцинимида используют магнитные наночастицы сплава никель/медь (количество меди 12%), полученные дегидратацией и восстановлением в токе водорода соответствующих гидроксидов при повышенной температуре в присутствии ионов кальция. Эти частицы используют для гипертермии (уничтожения путем локального нагревания в магнитном поле) раковых клеток у мышей. Их электронная микрофотография показана на Фигуре 3. Видно, что частицы имеют сферическую форму со средним размером около 100 нанометров.
Для формирования реакционной системы 0,1 г магнитных наночастиц сплава никель/медь тщательно перемешивают с 2,0 г аспарагиновой кислоты, помещают смесь в реактор, в качестве которого используют СВЧ-печь, и подвергают воздействию электромагнитного излучения мощностью 600 Вт в течение 15 минут. Полученный продукт подвергают термогравиметрическому анализу, результаты которого показаны на Фигуре 4. Для сравнения покрытие тех же наночастиц полисукцинимидом получали осаждением из раствора полисукцинимида в смеси диметилформамида и метиленхлорида, а также - сушкой горячим воздухом аэрозольных частиц раствора полисукцинимида в диметилформамиде.
В частицах, полученных всеми тремя способами, содержится выгорающая выше 300°С органическая часть, которая по характеру поведения при повышении температуры может быть идентифицирована как полисукцинимид. Отсутствие аспарагиновой кислоты в образцах, полученных заявляемым способом - микроволновым облучением сухой смеси наночастиц и исходной аспарагиновой кислоты, - свидетельствует о том, что реакция поликонденсации прошла. Количество образовавшегося на поверхности наночастиц слоя полисукцинимида оказалось даже больше, чем в остальных двух случаях, где реакции поликонденсации не нужно было проходить.
Эти данные подтверждают, что покрытие наночастиц сплава никель/медь слоем ПСИ может быть получено путем полимеризации аспарагиновой кислоты на их поверхности, нагреваемой источником микроволнового излучения.
Пример 2. Получение полимерного покрытия из полисукцинимида на поверхности наночастиц железа под действием микроволнового облучения с использованием в качестве мономера аспарагиновой кислоты.
Для получения полимерного покрытия из ПСИ на поверхности магнитных наночастиц железа используют наночастицы, полученные испарением путем концентрации электромагнитной энергии на торце железной проволоки и отдувом паров железа на холодный экран током аргона.
Для формирования реакционной системы 0,05 г наночастиц железа тщательно перемешивают с 4,0 г аспарагиновой кислоты, помещают смесь в реактор, в качестве которого используют СВЧ-печь, и подвергают воздействию электромагнитного излучения в условиях, аналогичных примеру 1. Подтверждение наличия покрытия из ПСИ на наночастицах железа получено, аналогично примеру 1, методами ИК-спектроскопии и термогравиметрического анализа.
Пример 3. Получение полимерного покрытия из полисукцинимида на поверхности частиц магнетита под действием микроволнового облучения с использованием в качестве мономера аспарагиновой кислоты.
Для получения полимерного покрытия из ПСИ на поверхности частиц магнетита используют частицы магнетита наноразмеров, в среднем, 20 нм, которые получают методом химического осаждения из смеси водных растворов сульфата железа(II) и хлорида железа(III) путем добавления полученной смеси к водному раствору аммиака и извлекают из стабилизированного олеиновой кислотой водного раствора с помощью постоянного магнита.
Для формирования реакционной системы 0,05 г частиц магнетита тщательно перемешивают с 4,0 г аспарагиновой кислоты, помещают смесь в реактор, в качестве которого используют СВЧ-печь, и подвергают воздействию электромагнитного излучения в условиях, аналогичных примеру 1. Подтверждение наличия покрытия из ПСИ на наночастицах железа получено, аналогично примеру 1, методами ИК-спектроскопии и термогравиметрического анализа.
Пример 4. Получение полимерного покрытия из полисукцинимида на поверхности частиц технического углерода под действием микроволнового облучения с использованием в качестве мономера аспарагиновой кислоты.
Для получения полимерного покрытия из ПСИ на поверхности частиц используют частицы технического углерода (канальной сажи) со средним размером 50 нм и удельной поверхностью 100 м2/г.
Для формирования реакционной системы 0,02 г частиц сажи тщательно перемешивают с 8,0 г аспарагиновой кислоты, помещают смесь в реактор, в качестве которого используют СВЧ-печь, и подвергают воздействию микроволнового излучения в условиях, аналогичных примеру 1. Подтверждение наличия покрытия из ПСИ на наночастицах железа получено, аналогично примеру 1, методами ИК-спектроскопии и термогравиметрического анализа.
Пример 5. Получение полимерного покрытия из полисукцинимида на поверхности частиц двуокиси титана, покрытого палладием, под действием микроволнового облучения с использованием в качестве мономера аспарагиновой кислоты.
Для получения полимерного покрытия из ПСИ на поверхности частиц используют частицы двуокиси титана, покрытого палладием, со средним размером частиц 20 нм.
Для формирования реакционной системы 0,08 г частиц двуокиси титана, покрытого палладием, тщательно перемешивают с 10,0 г аспарагиновой кислоты, помещают смесь в реактор, в качестве которого используют СВЧ-печь, и подвергают воздействию микроволнового излучения в условиях, аналогичных примеру 1. Подтверждение наличия покрытия из ПСИ на наночастицах двуокиси титана, покрытого палладием, получено, аналогично примеру 1, методами ИК-спектроскопии и термогравиметрического анализа.
Поскольку способность к термоиндуцированной полимеризации является общим свойством различных аминокислот, для получения полимерного покрытия на поверхности частиц указанным способом могут быть использованы различные мономеры аминокислотной природы, что иллюстрируют приведенные ниже примеры.
Пример 6. Получение полимерного покрытия из полисукцинимида на поверхности наночастиц сплава никель/медь с использованием аспарагина.
Для получения покрытия из ПСИ на поверхности наночастиц сплава никель/медь используют частицы, аналогичные частицам по примеру 1, и L-аспарагин (амид аспарагиновой кислоты) фирмы Panreac (Испания) с содержанием примесей не более 0,5%.
Химический механизм реакции термоиндуцированной поликонденсации аспарагина отличается от такового для аспарагиновой кислоты, однако продуктом этой реакции также является полисукцинимид.
Для формирования реакционной системы 0,1 г магнитных наночастиц сплава никель/медь тщательно перемешивают с 2,0 г аспарагина, смесь помещают в реактор, в качестве которого используют СВЧ-печь, и подвергают воздействию микроволнового излучения в условиях, аналогичных примеру 1. Наличие покрытия из полисукцинимида на магнитных наночастицах сплава никель/медь подтверждено, аналогично примеру 1, методами ИК-спектроскопии и термогравиметрического анализа.
Пример 7. Получение полимерного покрытия на поверхности наночастиц сплава никель/медь с использованием аланина.
Для получения полимерного покрытия из полиаланина на поверхности наночастиц сплава никель/медь используют L-аланин фирмы Panreac (Испания) с содержанием примесей не более 0,7% и магнитные наночастицы сплава никель/медь с содержанием меди 12%, аналогичные примененным в примере 1.
Для формирования реакционной системы 0,1 г магнитных наночастиц сплава никель/медь тщательно перемешивают с 2,0 г аланина, смесь помещают в реактор, в качестве которого используют СВЧ-печь, и подвергают воздействию микроволнового излучения в условиях, аналогичных использованным в примере 1.
Наличие покрытия из полиаланина на наночастицах сплава никель/медь подтверждено методами ИК-спектроскопии и термогравиметрического анализа путем сравнения ИК-спектров и ТГА-кривых для полимера, образованного на поверхности частиц, и образца полиаланина, полученного традиционной термической поликонденсацией.
Таким образом, приведенные примеры показывают возможность получения заявляемым способом полиамидных и полиимидных биосовместимых полимерных покрытий из различных аминокислот на поверхности частиц различной природы, способных поглощать микроволновое излучение.
Claims (1)
- Способ получения полимерного покрытия на поверхности частиц, включающий формирование реакционной системы, в состав которой вводят частицы в смеси с мономерами, и последующее проведение реакции полимеризации с образованием полимерного покрытия на поверхности частиц, отличающийся тем, что покрытие наносят на частицы, поглощающие микроволновое излучение, в качестве мономеров используют аминокислоты, а для проведения реакции полимеризации реакционную систему облучают микроволновым излучением, которое поглощается указанными частицами.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007142696/15A RU2367513C2 (ru) | 2007-11-21 | 2007-11-21 | Способ получения полимерного покрытия на поверхности частиц |
| US12/743,370 US8691347B2 (en) | 2007-11-21 | 2008-11-11 | Method for producing polymer coating on particle surfaces |
| PCT/RU2008/000703 WO2009067046A2 (fr) | 2007-11-21 | 2008-11-11 | Procédé de production de revêtement polymère sur la surface de particules |
| EP08852995.3A EP2223758A4 (en) | 2007-11-21 | 2008-11-11 | PROCESS FOR PRODUCING POLYMERIC COATING ON PARTICLE SURFACE |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007142696/15A RU2367513C2 (ru) | 2007-11-21 | 2007-11-21 | Способ получения полимерного покрытия на поверхности частиц |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007142696A RU2007142696A (ru) | 2009-05-27 |
| RU2367513C2 true RU2367513C2 (ru) | 2009-09-20 |
Family
ID=40668040
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007142696/15A RU2367513C2 (ru) | 2007-11-21 | 2007-11-21 | Способ получения полимерного покрытия на поверхности частиц |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8691347B2 (ru) |
| EP (1) | EP2223758A4 (ru) |
| RU (1) | RU2367513C2 (ru) |
| WO (1) | WO2009067046A2 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2573508C1 (ru) * | 2014-11-19 | 2016-01-20 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ им. Н.Д. ЗЕЛИНСКОГО РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИОХ РАН) | Способ получения полимерного материала, содержащего неорганические нано- или микрочастицы |
| RU2610171C1 (ru) * | 2015-12-28 | 2017-02-08 | Федеральное Государственное бюджетное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт мясного скотоводства | Способ подготовки суспензии наночастиц металлов для наружного и внутреннего применения |
| RU2734552C1 (ru) * | 2020-05-19 | 2020-10-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) | Способ получения инкапсулированных магнитных частиц на основе железа, устойчивых в кислой среде |
Family Cites Families (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE454885B (sv) | 1984-10-19 | 1988-06-06 | Exploaterings Ab Tbf | Polymerbelagda partiklar med immobiliserade metalljoner pa sin yta jemte forfarande for framstellning derav |
| US5597531A (en) | 1985-10-04 | 1997-01-28 | Immunivest Corporation | Resuspendable coated magnetic particles and stable magnetic particle suspensions |
| JPH0725664B2 (ja) | 1986-06-24 | 1995-03-22 | 新技術事業団 | 生体成分を担持したマイクロカプセル化磁性体超微粒子 |
| US5292864A (en) * | 1992-08-07 | 1994-03-08 | Srchem Incorporated | Decolorizing polyaspartic acid polymers |
| JPH0782302A (ja) | 1993-07-20 | 1995-03-28 | Nippon Paint Co Ltd | ポリマーで保護被覆されたフェライト被覆磁性粒子及びその製造法 |
| JPH08176461A (ja) | 1994-12-26 | 1996-07-09 | Toppan Printing Co Ltd | 単分散性微粒子及びその製造方法 |
| US5552517A (en) | 1995-03-03 | 1996-09-03 | Monsanto Company | Production of polysuccinimide in an organic medium |
| EP0937497B9 (en) * | 1997-12-25 | 2003-10-29 | Tosoh Corporation | Magnetic carrier, preparation thereof, and method of extraction of nucleic acid |
| FR2791689B1 (fr) * | 1999-03-31 | 2001-06-08 | Cray Valley Sa | Microparticules reticulees, leur procede de preparation et applications |
| AU1436001A (en) * | 1999-10-20 | 2001-04-30 | Loctite Corporation | Microwave curable compositions |
| US6649138B2 (en) | 2000-10-13 | 2003-11-18 | Quantum Dot Corporation | Surface-modified semiconductive and metallic nanoparticles having enhanced dispersibility in aqueous media |
| US6808807B2 (en) | 2002-06-14 | 2004-10-26 | General Electric Company | Coated ferromagnetic particles and composite magnetic articles thereof |
| JP2004157072A (ja) | 2002-11-08 | 2004-06-03 | Japan Science & Technology Agency | 免疫反応測定に用いられる高感度磁性マーカー |
| CN1247690C (zh) | 2002-12-10 | 2006-03-29 | 北京化工大学 | 聚吡咯/磁性铁系氧化物粒子复合材料的制备方法 |
| KR100498723B1 (ko) | 2002-12-30 | 2005-07-01 | 한국과학기술원 | 고체 기제의 표면을 체내 분해성폴리(1,4-디옥산-2-온)으로 코팅하는 방법 |
| US20050112154A1 (en) * | 2003-08-11 | 2005-05-26 | Franck Giroud | Cosmetic composition comprising particles having a core-shell structure |
| CN1201887C (zh) * | 2003-08-20 | 2005-05-18 | 东华大学 | 一种纳米粒子表面物理化学结构裁剪包覆方法 |
| JP2005160378A (ja) | 2003-12-02 | 2005-06-23 | Hitachi Maxell Ltd | 磁性複合粒子およびその製造方法 |
| JP5152884B2 (ja) | 2004-09-27 | 2013-02-27 | 国立大学法人東京工業大学 | ポリマー被覆強磁性粒子の製造方法及びポリマー被覆強磁性粒子 |
| JP4928775B2 (ja) | 2005-01-06 | 2012-05-09 | 株式会社日立ソリューションズ | 半導体ナノ粒子表面修飾方法 |
| US8715739B2 (en) | 2005-10-24 | 2014-05-06 | Purdue Research Foundation | Polymer coated microparticles |
| US7973094B2 (en) * | 2006-06-29 | 2011-07-05 | University Of Central Florida Research Foundation, Inc. | Laser irradiation of metal nanoparticle/polymer composite materials for chemical and physical transformations |
-
2007
- 2007-11-21 RU RU2007142696/15A patent/RU2367513C2/ru active
-
2008
- 2008-11-11 WO PCT/RU2008/000703 patent/WO2009067046A2/ru active Application Filing
- 2008-11-11 EP EP08852995.3A patent/EP2223758A4/en not_active Withdrawn
- 2008-11-11 US US12/743,370 patent/US8691347B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2573508C1 (ru) * | 2014-11-19 | 2016-01-20 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ им. Н.Д. ЗЕЛИНСКОГО РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИОХ РАН) | Способ получения полимерного материала, содержащего неорганические нано- или микрочастицы |
| RU2610171C1 (ru) * | 2015-12-28 | 2017-02-08 | Федеральное Государственное бюджетное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт мясного скотоводства | Способ подготовки суспензии наночастиц металлов для наружного и внутреннего применения |
| RU2734552C1 (ru) * | 2020-05-19 | 2020-10-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) | Способ получения инкапсулированных магнитных частиц на основе железа, устойчивых в кислой среде |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007142696A (ru) | 2009-05-27 |
| WO2009067046A3 (en) | 2009-08-06 |
| WO2009067046A2 (fr) | 2009-05-28 |
| EP2223758A2 (en) | 2010-09-01 |
| US20100260942A1 (en) | 2010-10-14 |
| EP2223758A4 (en) | 2014-09-17 |
| US8691347B2 (en) | 2014-04-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Liu et al. | Facile method for synthesis of Fe3O4@ polymer microspheres and their application as magnetic support for loading metal nanoparticles | |
| Jia et al. | Polydopamine-based molecular imprinting on silica-modified magnetic nanoparticles for recognition and separation of bovine hemoglobin | |
| Zhang et al. | Control synthesis of magnetic Fe3O4–chitosan nanoparticles under UV irradiation in aqueous system | |
| Lan et al. | Facile synthesis of monodisperse superparamagnetic Fe3O4/PMMA composite nanospheres with high magnetization | |
| Medeiros et al. | Thermally-sensitive and magnetic poly (N-vinylcaprolactam)-based nanogels by inverse miniemulsion polymerization | |
| Pimpha et al. | Core/shell polymethyl methacrylate/polyethyleneimine particles incorporating large amounts of iron oxide nanoparticles prepared by emulsifier-free emulsion polymerization | |
| Zhang et al. | The preparation of magnetic molecularly imprinted nanoparticles for the recognition of bovine hemoglobin | |
| WO2008034675A1 (en) | Systems containing magnetic nanoparticles and polymers, such as nanocomposites and ferrofluids, and applications thereof | |
| Wang et al. | Electrostatic droplets assisted in situ synthesis of superparamagnetic chitosan microparticles for magnetic-responsive controlled drug release and copper ion removal | |
| Charoenmark et al. | Preparation of superparamagnetic polystyrene-based nanoparticles functionalized by acrylic acid | |
| Lan et al. | Polydopamine-based superparamagnetic molecularly imprinted polymer nanospheres for efficient protein recognition | |
| RU2367513C2 (ru) | Способ получения полимерного покрытия на поверхности частиц | |
| Bilalis et al. | Multi‐responsive polymeric microcontainers for potential biomedical applications: synthesis and functionality evaluation | |
| Rahman et al. | Organic–inorganic hybrid magnetic latex | |
| Bardajee et al. | Synthesis of magnetic multi walled carbon nanotubes hydrogel nanocomposite based on poly (acrylic acid) grafted onto salep and its application in the drug delivery of tetracyceline hydrochloride | |
| Darwish et al. | Preparation and characterization of magnetite–PDMS composites by magnetic induction heating | |
| He et al. | Preparation of SiO2/(PMMA/Fe3O4) from monolayer linolenic acid modified Fe3O4 nanoparticles via miniemulsion polymerization | |
| Chiriac et al. | A study on the composites based on poly (succinimide)-b-poly (ethylene glycol) and ferrite and their magnetic response | |
| Gong et al. | Preparation and characterization of OH‐functionalized magnetic nanogels under UV irradiation | |
| Liu et al. | A novel CoFe2O4/polyacrylate nanocomposite prepared via an in situ polymerization in emulsion system | |
| Dong et al. | A novel approach to the construction of core–shell gold–polyaniline nanoparticles | |
| Nguyen et al. | Rational design of stimuli‐responsive magnetic polymer hybrid (nano) materials | |
| Ma et al. | One-pot synthesis of hydrophilic superparamagnetic Fe3O4/poly (methyl methacrylate-acrylic acid) composite nanoparticles with high magnetization | |
| Di et al. | Fabrication and Caffeine Release from Fe3O4/P (MAA-co-NVP) Magnetic Microspheres with Controllable Core–Shell Architecture | |
| Zhang et al. | A magnetic polypeptide nanocomposite with pH and near-infrared dual responsiveness for cancer therapy |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20120510 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20120706 |