[014引将油酸铁(Fe-Oleates)用作刺激响应性磁性纳米颗粒(mNP)的铁来源。按照先前 公开的方法制备油酸铁。参见，例如，Park等人，Na1:ure Materials, 3:891-895,2004。
[0149] 简而言之，将油酸钢(TCI，>97% )和氯化铁(III)六水合物(Sigma Aldrich，97% ) 溶解在己烧、乙醇和去离子水的混合溶剂系统中。将溶液在70°C回流4小时，在去离子水中 洗涂3次，干燥，W产生粘稠的暗红色油状物。产率=75%。通过Ih-NMR在W300MHz于CDC13中 运行的化址er Avance分光计上确认组成。
[0150] 在本实施例中，刺激响应性聚合物响应溫度的变化。溫度响应性亲水性聚合物基 于N-异丙基丙締酷胺(NIPAM)单体并利用可逆加成断裂链转移(RAFT)技术来合成，如描述 于例女日Chiefari , J .等人，Livin邑 Free-Radical Polymerization by Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer:The RAFT Process.Macromolecules ,31: 5559-5562,1998中。利用多角度激光散射（Wyatt miniDAWN TREOS)和折光率（Wyatt 化tilab T-巧X)检测器通过尺寸排阻层析测定分子量和分子量分布。如上所述的，聚合物 组成通过IH-NMR来确认。
[0151] mNP的合成和纯化
[0152] 在典型的反应中，在圆底烧瓶中装入0.9g刺激响应性聚合物和50mL四（乙二醇)二 甲酸(Sigma，^ 99% )。将溶液在100°C加热30分钟，W溶解聚合物。随后，将1.369g油酸铁添 加至烧瓶中。将溫度升高到190°C(加热速率~3.5°C/分钟），并在190°C保持6小时，在此期 间溶液颜色从暗红变成黑色。将反应物冷却至<l〇〇°C，并从戊烧中沉淀。将沉淀的mNP重新 溶解在四氨巧喃中并从戊烧中沉淀进行另夕F2次。沉淀后，将mNP在真空中干燥过夜。将干燥 的mNP溶解于去离子水中至~4mg/mL，随后利用Vivaflow 50 IOOkDa阳S筒（Sartorius)通 过切向流过滤（TFF)进行纯化。在TFF后，将mNP浓缩至〉50mg/mL，随后冻干。产率为31 ± 2.0%(n = 6)。 巧15引 mNP的表征
[0154] mNP的流体力学尺寸在Img/mL(于去离子水中）下通过动态光散射（DLS)利用 Brookhaven Inshuments ZetaPALS仪进行测量。6个不同mNP批次的数量加权平均直径示 于图3A和表1中。
[0155] 利用紫外可见光分光光度计通过在将mNP从25°C加热至37°C时跟随mNP溶液的透 光度来测量最低临界溶解溫度(LCST)(图3B)。在LCST(3rC)下，mNP聚集，从而导致溶液透 光度减小。
[0156] 通过热重分析（TGA)在TA Ins化uments TGA Q50上测量聚合物：铁的质量比（图 3C)。
[0157] mNP分离效率是在暴露于简单磁体2分钟后可从溶液分离的mNP的量的量度。将mNP 溶液(2mg/mL，于IOmM的具有5 %血清的PBS中）暴露在22°C或37°C条件下持续2分钟。将所述 溶液保持在22°C或37°C，随后将其放置在定制设计的磁座中持续2分钟。在Tecan Safires 读板器上测量上清液的吸光度(500nm)。将吸光度的损失与mNP对照溶液相比较，并将其定 量为分罔效率(图3D)。
[0158] 表1.刺激响应性mNP的结构和功能性质（数据表示为6个不同mNP批次的平均值± 标准偏差，并且小的偏差表示mNP生产过程的可再现性）。
[0160] ^
[0161]通过Ih-醒R测定油酸铁络合物的组成，所述测定显示油酸的适当位移和积分值。 亲水性刺激响应性聚合物为6.18±0.455kDa，多分散指数为1.03±0.007(n = 5)，如通过尺 寸排阻层析测量的。低多分散性指数为RAFT的有利特征。此处，其表示聚合物几乎是单分散 的，运导致响应溫度的变化从亲水性聚合物至疏水性聚集体的快速和离散的转换。
[016引图3A显示6个不同mNP批次的流体力学直径(数量加权平均值），如通过化S巧慢的。 运些mNP批次的直径在ISnm至28nm的范围内。仪器误差约为SnmDLCST描述了亲水性聚合物 聚集成疏水性团块时的溫度，该溫度通过浊点或溶液透光度来测量（图3B)。基于NIPAM的聚 合物的LCST通常为约32°C，运与mNP LCST值一致。因此，使用mNP的聚合物渗入不影响该聚 合物的刺激响应性行为。
[0163] 在TGA期间，快速加热干燥样品，运导致有机材料蒸发或燃烧，从而导致样品质量 的减少。此处，TGA用于测量渗入在mNP的无机氧化铁纳米颗粒核屯、周围的聚合物的量。在~ 100°C下的质量损失为约5%，并且代表未通过冻干除去的水的损失。聚合物分解在宽范围 的溫度（~250-400°C)下发生。剩余的质量通常为32%，运代表了 mNP的氧化铁核屯、。聚合 物:铁的质量比示于表1中，并根据主要分解质量损失和剩余质量来计算。
[0164] 分离效率（图3D)是mNP的重要功能性质。在低于LCST的22°C下，mNP是可溶的并且 太小而不能用简单磁体来分离(分离效率~5%)。在高于LCST时，mNP形成容易用简单磁体 分离(分离效率~98%)的大聚集体。因此，mNP的刺激响应性行为转换成有用的功能特征。
[0165] 图3B-3D显示来自单个代表性mNP批次的数据。来自6个不同批次的mNP的同样性质 (平均值±标准偏差)示于表1中。小的标准偏差表明mNP的生产产生了具有可再现的结构和 功能性质的mNP。
[0166] 还用含有近端胶束形成末端基团的基于NIPAM的刺激响应性聚合物产生了刺激响 应性mNP(n = 3)。然而，运些mNP显示不良的结构和功能特性。3个批次中有一个是不溶于水 的。产率低得多（18±4%)"mNP尺寸大得多（57±18nm)，运可能解释了在22°C下的较高分离 效率(8 ± 4% )。较低的LCST值(27 ± 3°C)接近室溫，运可允许mNP在标准台式操作过程中聚 集。此外，较大的标准偏差表示，与利用无胶束形成末端基团的刺激响应性亲水性聚合物制 备的那些mNP不同，运些mNP不能再现地产生。
[0167] ^
[0168] 实施例1证明了本公开内容的刺激响应性mNP的实施方案的合成容易性和可再现 性。该刺激响应性mNP在与使用在近端末端上含有胶束形成基团的刺激响应性聚合物制备 的刺激响应性mNP相比较时，显示优越的特性。
[0169] 虽然已举例说明和描述了示例性实施方案，但应理解，可在不背离本公开内容的 精神和范围的情况下在其中进行各种改变。
【主权项】
1. 一种制备刺激响应性磁性纳米颗粒的方法，包括： 提供混合物，其包含 在大气压下具有大于150°c的沸点的溶剂； 包含与选自Fe、Ni、Cr、Co、Gd、Dy和Mn的元素的金属阳离子配位的螯合剂的金属络合 物； 和刺激响应性聚合物；以及 将所述混合物加热以提供刺激响应性磁性纳米颗粒， 其中所述刺激响应性聚合物不包含末端胶束形成基团。2. 权利要求1的方法，其中所述溶剂具有大于2.4的极性指数。3. 权利要求1的方法，其中所述溶剂选自二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇 二甲醚、乙酰丙酮、苯甲醚、苄腈、环己酮、N，N-二甲基苯胺、N，N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜、 苄醇、环己醇、二乙二醇、正庚醇、正辛醇、二甲苯、甲苯及其任意组合。4. 权利要求1的方法，其中所述溶剂包括寡聚乙二醇醚。5. 权利要求1的方法，其中所述溶剂是四乙二醇二甲醚。6. 权利要求1的方法，其中所述螯合剂包含选自羧酸、伯胺、仲胺及其任意组合的官能 团。7. 权利要求1的方法，其中所述螯合剂选自C8-C28脂肪酸、二吡啶、4-乙烯基吡啶、乙二 胺和乙二胺四乙酸以及其衍生物。8. 权利要求1的方法，其中所述螯合剂是油酸。9. 权利要求1的方法，其中所述混合物包含浓度为5mg/mL至110mg/mL的金属络合物。10. 权利要求1的方法，其中所述刺激响应性聚合物包含N-异丙基丙烯酰胺的聚合物和 共聚物。11. 权利要求10的方法，其中用选自羧酸、伯胺、仲胺、硫醇、羟基、醛、酮、叠氮化物、酰 肼及其任意组合的末端官能团取代N-异丙基丙烯酰胺的聚合物和共聚物。12. 权利要求1的方法，其中所述混合物包含浓度为2mg/mL至75mg/mL的刺激响应性聚 合物。13. 权利要求1的方法，其中在包含氧的大气下进行所述加热步骤。14. 权利要求1的方法，其中所述加热步骤包括加热至介于100°C和240°C之间的温度。15. 权利要求1的方法，其中所述加热步骤包括加热至介于140°C和240°C之间的温度。16. 权利要求1的方法，其中所述加热步骤包括回流所述混合物，进行1至10小时的持续 时间。17. 权利要求1的方法，其中所述刺激响应性纳米颗粒包含含有从所述金属阳离子形成 的磁性金属氧化物的核心。18. 权利要求17的方法，其中所述磁性金属氧化物选自三氧化二铁、氧化亚铁及其组 合。19. 权利要求17的方法，其中所述刺激响应性聚合物通过所述刺激响应性聚合物上的 末端官能团与所述核心配位。20. 权利要求1的方法，其中所述刺激响应性纳米颗粒响应选自温度、pH、光、电场和离 子强度的刺激。 21 ·权利要求1的方法，其中所述刺激响应性纳米颗粒具有IO nm至6 O nm的流体力学直 径。22. -种刺激响应性磁性纳米颗粒，其包含： 金属氧化物核心;和 围绕所述金属氧化物核心的壳，所述壳包含含有末端羧酸酯基团的刺激响应性聚合 物， 其中所述末端羧酸酯基团与所述金属氧化物核心直接配位并且其中所述刺激响应性 聚合物不包含末端胶束形成基团。23. 权利要求22的刺激响应性磁性纳米颗粒，其中所述金属氧化物核心包含选自氧化 铁、氧化镍、氧化镍、氧化络、氧化IL、氧化镝和氧化猛的金属氧化物。24. 权利要求22的刺激响应性磁性纳米颗粒，其中所述刺激响应性聚合物不包含能够 在相对于所述金属氧化物核心的近端末端和远端末端上形成胶束的烷基、芳基、疏水性共 聚物嵌段或多肽。25. 权利要求22的刺激响应性磁性纳米颗粒，其中所述刺激响应性聚合物包含N-异丙 基丙烯酰胺的聚合物和共聚物。26. 权利要求22的刺激响应性磁性纳米颗粒，其中所述刺激响应性聚合物包含具有下 式的远离金属氧化物核心的末端2 7 ·权利要求2 2的刺激响应性磁性纳米颗粒，其中所述纳米颗粒具有IO nm至6 O nm的流 体力学直径。28.权利要求22的刺激响应性磁性纳米颗粒，其中所述纳米颗粒包含约1:1至3:1的刺 激响应性聚合物对金属氧化物的质量比。
【专利摘要】本公开内容提供了刺激响应性磁性纳米颗粒、制备所述磁性纳米颗粒的方法和使用所述磁性纳米颗粒的方法。所述磁性纳米颗粒包含金属氧化物核心；和包含具有与所述金属氧化物核心直接配位的末端基团的刺激响应性聚合物的壳。所述刺激响应性聚合物在至少相对于所述金属氧化物核心的聚合物近端末端上不包含胶束形成基团。
【IPC分类】A61K49/18
【公开号】CN105492030
【申请号】CN201480030506
【发明人】P·S·司泰同, J·莱, D·蒙佛特, B·J·尼茜拉
【申请人】华盛顿大学商业中心, 奈克斯根尼亚股份有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年5月29日
【公告号】CA2912647A1, EP3003398A1, US20160116464, WO2014194102A1