一种结晶度可控的AlOOH纳米佐剂及其制备方法与流程

本发明涉及alooh材料的制备方法，具体说是纳米alooh佐剂、其制备方法以及其结晶度的精确调控方法。

背景技术：

疫苗作为预防传染性疾病的重要武器，保留了病原菌刺激动物体免疫系统的特性，接种疫苗可以使集体获得针对病原体特异性的免疫力。疫苗佐剂作为一种可以非特异性增强或改变免疫应答类型的物质，是疫苗中的一种重要组分，尤其是一些减毒活疫苗和灭活疫苗，由于自身免疫原性的限制，需要加入佐剂才能发挥其免疫保护作用。铝盐作为疫苗佐剂已经有八十多年的历史，至今仍是应用最多的疫苗佐剂。而alooh作为铝盐佐剂中的重要一员，其佐剂效应与材料的物化特性直接相关。研究表明，alooh材料的结晶度是影响佐剂效应的重要因素，因此对alooh材料的制备和其结晶度的调控的具有重要意义。目前，在众多传统的alooh制备方法中，气相法、溶胶凝胶法、微乳液法等由于所需温度较高、仪器设备昂贵复杂、有机溶剂引入等原因，所得产物杂质不易分离，制备工艺较为复杂，在alooh结晶度的调控方面也缺乏系统的研究。因此，探索具有良好稳定性的alooh佐剂的制备工艺和对其结晶度的调控，在疫苗佐剂的应用领域有着非常重要的意义。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种操作简单、用廉价易得的反应原料获得形貌均一结晶度可控的alooh纳米佐剂的制备方法。

本发明的方法包括以下步骤：

一种结晶度可控的alooh纳米佐剂的制备方法，包括以下步骤：

1)取无机铝盐完全溶解于去离子水形成透明澄清的铝盐溶液(即：前驱物溶液)；取无机铝盐完全溶解于去离子水的过程是在一定温度下进行搅拌、溶解的。

2)在上述铝盐溶液中均匀滴加碱性溶液，发生均匀沉淀并继续搅拌得混合液；

3)对上述混合液进行水热反应；

4)冷却、离心、洗涤、干燥得到最终的白色粉末固体。

对于上文所述制备方法的技术方案中，优选的情况下，本发明中的前驱物材料主要是但不限于硝酸铝，可以采用如氯化铝(alcl3)、硫酸铝(al2(so4)3)、异丙醇铝等常用铝盐的一种或其混合物。

对于上文所述制备方法的技术方案中，优选的情况下，所述的沉淀剂是氢氧根离子沉淀剂。例如：包括但不限于氢氧化钠、氨水、乙二胺中的一种或其混合物。

对于上文所述制备方法的技术方案中，优选的情况下，所述的铝盐溶液浓度为0.1-0.5m。

对于上文所述制备方法的技术方案中，优选的情况下，步骤2)所述的沉淀剂与铝盐的摩尔比为(1-3)：1；优先选择摩尔比比值≤2。

对于上文所述制备方法的技术方案中，优选的情况下，步骤2)所述的搅拌条件为：搅拌转速为200-1000rpm，优选400-600rpm；在室温下搅拌10-30min，优选20min；

对于上文所述制备方法的技术方案中，优选的情况下，步骤2)所述的滴加，是在前驱物溶液中有al离子的存在条件下，控制碱性溶液(作为沉淀剂)的滴加速率，采用逐滴滴加或以一定的速率滴加的方式，均可使沉淀剂与al离子发生均匀沉淀。

对于上文所述制备方法的技术方案中，优选的情况下，步骤3)所述的水热反应温度为140-200℃，水热处理的时间为2-48h；通过调控反应过程中的温度和时间等因素，可以精确调控最终产物的结晶度。实施例中，所述混合液转移至聚四氟乙烯ptfe内胆的高压水热反应釜中完成水热反应。与后文中附图说明中对应，此处水热反应总体积为20ml-100l。

对于上文所述制备方法的技术方案中，优选的情况下，步骤4)中，所述冷却为将水热处理后的混合液空冷降温至室温即可；所述的离心转速为4000-9000rpm，离心时间为5-20min；所述的洗涤目的是除去所含杂质，实施例中洗涤过程具体采用去离子水和乙醇分别水洗两到三次除去所含杂质；所述的产物最终干燥温度为50-100℃，进一步优选是在40-60℃下恒温干燥得到白色固体粉末，最优选60℃。

本发明的另一方面在于保护上文所述方法制备的alooh纳米佐剂。

本发明中，采用一定浓度的铝盐溶液作为前驱体，在al离子沉淀剂的的作用下在室温下缓慢形成氢氧化铝晶核，随后在水热处理的过程中高温下进行晶体的生长，体系当中的酸性环境破坏了生长过程中层间氢键的形成，因此最终产物为棒状结构。本发明的方法工艺简单，易操作，重复性好，适用范围广，产物杂质容易通过水洗离心的方式除去，该方法在化学沉淀法的基础上，进行水热合成，促进材料的晶体结构生长，最终得到分散均匀、粒径均一、稳定性良好的alooh纳米棒状材料，在疫苗佐剂等生物医学领域具有良好的应用前景。

附图说明

图1是30ml的体系中不同温度下反应16h所得alooh产物的透射电镜图，标尺为100nm。图1a-d分别为140℃、160℃、180℃和200℃下反应所得的alooh纳米棒材料。

图2是30ml的体系中不同温度下反应16h所得alooh产物的x射线衍射表征结果。

图3是30ml的体系中不同温度下反应16h所得alooh产物的020半峰宽数据计算结果。

图4是30ml的体系中140℃下反应16h所得alooh产物同商业化的氢氧化铝佐剂的稳定性对比实验结果。其中，a-d图分别为商业化氢氧化铝佐剂(a/b)和140℃条件下反应16h所得alooh产物(c/d)在室温下静置0h、24h的结果。

图5是500ml的体系中200℃下反应所得alooh产物的透射电镜图。图中标尺为100nm。其中a、b图分别为反应3h、12h所得的产物透射电镜图。

图6是500ml的体系中200℃温度下反应3h所得alooh产物的x射线衍射结果。

具体实施方式

下述非限定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

准确称取1.55g硝酸铝并将其在室温下溶解到30ml去离子水溶液中，在溶解的过程中进行不断搅拌，搅拌速率控制在500-600rpm，待硝酸铝完全溶解于去离子水形成透明澄清溶液后，取0.8ml乙二胺逐滴滴加入上述溶液中，滴加时间控制在2min以上，此时溶液逐渐变得浑浊，可以观察到有白色沉淀生成。将所得的混合液转移至提前预热的相应体积的高压聚四氟乙烯反应釜中，置于恒温箱中进行恒温热处理16h，恒温处理温度为140-200℃。最后将反应釜取出，待自然冷却至室温，将反应产物取出，使用去离子水和乙醇分别离心洗涤两到三次，60℃下恒温干燥，得到白色粉末状固体，即为所得产物alooh纳米佐剂。

上述材料经过表征显示，高温下160-200℃合成的alooh佐剂样品的分散性较好，呈棒状结构，140℃下合成的产物呈现团簇状态，所得产物的粒径为150-450nm，pdi分散性指数为＜0.3，且所得产物经过48h静置后稳定性较好。反应温度越高，产物的020晶面半峰宽越窄，结晶度越高。具体结果见图1,2，3,4。

实施例2

准确称取50g的硝酸铝，在搅拌的状态下溶解于450ml的去离子水，不断进行搅拌至硝酸铝完全溶解，溶液呈澄清透明状态。取9.54ml的乙二胺作为沉淀剂，采用注射泵逐滴滴加至上述溶液中，控制乙二胺滴加速率为2ml/min，滴加过程中进行搅拌，控制搅拌速率为500-600rpm。随着所滴加乙二胺的量的增加，溶液逐渐变得浑浊，有白色沉淀物生成。滴加结束后，将上述溶液转移至提前预热完毕的500ml高压反应釜当中，置于180-200℃下反应3-24h，待反应结束后，将产物转移取出，分成10份于50ml离心管中，分别进行洗涤离心，使用去离子水和乙醇分别洗涤3-5次，最终产物置于表面皿中烘干，烘干温度控制在50-80℃，优选60℃下进行干燥。最终所得产物即为白色的alooh纳米材料。具体结果见图5,6。

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作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。