专利名称：氧化铁纳米颗粒的制备方法及其磁控制热的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种氧化铁纳米颗粒的制备方法及其磁控制热。
背景技术：
氧化铁纳米颗粒是一种新型的功能材料，它以磁性成分为内核，外部包被非磁性 聚合物材料，其中磁性成分主要是铁、钴、镍，或者它们的氧化物以及合金等，非磁性聚合物 材料可以是合成聚合物如聚苯乙烯和各种丙烯酸树脂或天然聚合物蛋白质、淀粉、葡聚糖、 琼脂糖等，也可以是无机聚合物如二氧化硅等。氧化铁纳米颗粒的内核具有磁性，能够在磁 场的控制下进行定向运动；其外部聚合物材料能够和抗体、酶、核酸等偶联结合。氧化铁纳 米颗粒具有粒径小、表面积大、易于吸附、超顺磁等特点，因而在生物医学领域具有广泛的 应用前景。目前其应用的主要探索领域有肿瘤的热疗化疗、免疫分析、磁控栓塞、磁性转 染、靶向治疗等方面。高温治疗肿瘤由来已久，将肿瘤加热至41°C 46°C，可使瘤细胞受热而死亡，此 种温度范围治疗恶性肿瘤的方法称为热疗。以往常用的热疗方法有射频、微波、激光、隔离 灌注等，但其对肿瘤的靶向能力差，容易造成治疗区周围组织的温度升高而产生损伤，在临 床应用中受到限制。氧化铁纳米颗粒热疗治疗肿瘤的优点是能靶向定位升温，没有纳米颗 粒的组织不会受到损伤。磁性微粒经局部注射到肿瘤体后，在交变磁场的作用下把电磁波 转化为热能，使瘤区升温达所需的治疗温度以杀死肿瘤细胞。铁磁材料因其易得、生物危害 小，成为目前纳米磁性材料研究的重点之一。
发明内容
本发明旨在提供完整的氧化铁纳米颗粒的制备方法及其磁控制热，包括氧化铁纳 米颗粒的制备，纳米颗粒的磁控制热。本制备方法重复性好，产品质量稳定，原料价廉易得， 设备简单，易于实现控制，操作安全可靠，适于工业生产；制备成的纳米颗粒具有良好的制 热性能，表面包被葡聚糖可以进一步进行表面修饰，在热疗化疗领域都有广泛的应用前景。一种氧化铁纳米颗粒的制备方法，其特征在于采用如下步骤A)先后将铁盐和葡聚糖粉末加入到蒸馏水中，铁盐浓度为75 225mmol/L，其中 Fe2+与Fe3+摩尔比为1 2，葡聚糖溶液浓度为1 3mmol/L，然后加入过量氨水，形成混合 液；B)将上述混合物迅速置于氮气保护环境中，在超声振荡和20°C 80°C条件下反 应30分钟；C)所得溶液置于每分钟3500转的离心机中分离10分钟，取上层清液，用截留分子 量50000kD的透析袋透析去除清液中的游离葡聚糖，调整pH值为7. 4，获得水基氧化铁纳米 颗粒，氧化铁纳米颗粒的粒径为30-300nm。一种氧化铁纳米颗粒的磁控制热，其特征在于氧化铁纳米颗粒在频率为40KHz、 强度为18KA/m的高频交变磁场作用下发热。
本发明通过氨水用量、铁盐用量、葡聚糖用量、水浴温度的正交实验分析了试剂用 量和反应温度对氧化铁纳米颗粒粒径的影响，形成了在30-300nm内某一粒径的氧化铁纳 米颗粒的制备技术，且实现了氧化铁纳米颗粒的磁控制热。同现有技术比较，本发明具有如下突出的优点1)氧化铁纳米颗粒的制备技术重 复性好，产品质量稳定，原料廉价易得，设备简单，操作安全可靠。2)改变氨水用量、铁盐用 量、葡聚糖用量、水浴温度四个因素可以制备30-300nm内某一粒径的纳米氧化铁颗粒。
图1各因素对纳米颗粒粒径的影响分析图2样品电镜照片(a)透析前样品电镜照片；(b)透析后样品电镜照片图3直径300nm氧化铁纳米颗粒的发热效果图
具体实施例方式实施例1 一种氧化铁纳米颗粒的制备方法，其特征在于采用如下步骤A)采用化学沉淀法制备Fe304氧化铁纳米颗粒，反应在500ml的烧杯内进行，反应 原料FeCl3易结块难称取，事先配制成1. 2mol/L的溶液，因Fe2+易氧化，Fe2+、Fe3+的比例略 大于1 2。称取葡聚糖5g、Fe3+铁盐溶液5ml, FeCl2. 4H20称取0. 7g，加蒸馏水110ml搅 拌混勻后加浓氨水5ml，此反应体系中铁盐溶液浓度为75mmol/L，葡聚糖浓度为lmmol/L， 氨水过量；B)迅速将烧杯用封口膜封口，并通氮气防氧化，留小口出气。烧杯放在超声清洗器 中，在超声振荡和室温水浴的条件下反应30分钟；C)将步骤2所得产物等量装入离心管中，用3500转/分离心机分离10分钟，弃其 下层粒径过大的沉淀，取上层清液；D)将步骤3所得上清液装入截留分子量为50000kD的透析袋中，透析袋放入装有 0. lmol/L的磷酸盐缓冲液的大烧杯中，透析去除上层清液中的游离葡聚糖、过量氨水等，每 24小时更换一次透析液，共室温透析3天。得到稳定的水基Fe304氧化铁纳米颗粒，其粒径 为32. 8nm，在无外界磁场存在的条件下，所得纳米颗粒静置1个月没有发生沉降，颜色和磁 性能也都没有明显的变化。对于步骤A，改变葡聚糖的用量到10g所得氧化铁纳米颗粒的直径为50nm ；铁盐和 氨水用量加倍，纳米颗粒粒径会随之增大为116. 3nm ；温度改为60°C时，所得颗粒最小。控 制反应条件，本技术可以制备直径为30-300nm的一系列Fe304氧化铁纳米颗粒。实施例2 一种氧化铁纳米颗粒的磁控制热的实施步骤A)将制备所得粒径分别为32. 8nm和300nm的Fe304氧化铁纳米颗粒分别装入两 个5ml的试管中，试管外层用有一定厚度的双面胶包裹，形成隔热层；B)装好的纳米颗粒放在频率40kHz强度18kA/m的高频交变磁场中央，将光纤温度 传感器固定，使其刚好能测到试管内纳米颗粒的温度，每隔5分钟记录一次读数。结果显示 采用本制备方法制备的氧化铁纳米颗粒在上述交变磁场作用下能够发热，其中300nm的磁流体发热效果更好一些，其发热效果如图3所示。
权利要求
一种氧化铁纳米颗粒的制备方法，其特征在于采用如下步骤A)先后将铁盐和葡聚糖粉末加入到蒸馏水中，铁盐浓度为75～225mmol/L，其中Fe2+与Fe3+摩尔比为1∶2，葡聚糖溶液浓度为1～3mmol/L，然后加入过量氨水，形成混合液；B)将上述混合物迅速置于氮气保护环境中，在超声振荡和20℃～80℃条件下反应30分钟；C)所得溶液置于每分钟3500转的离心机中分离10分钟，取上层清液，用截留分子量50000kD的透析袋透析去除清液中的游离葡聚糖，调整pH值为7.4，获得水基氧化铁纳米颗粒，氧化铁纳米颗粒的粒径为30-300nm。
2.一种所述的氧化铁纳米颗粒的磁控制热，其特征在于氧化铁纳米颗粒在频率为 40KHz、强度为18KA/m的高频交变磁场作用下发热。
全文摘要
一种氧化铁纳米颗粒的制备方法及其磁控制热，其特征在于采采用下列步骤A)将葡聚糖、铁盐、氨水三种原料按比例混合；B)在氮气环境、水浴和超声振荡条件下反应30分钟；C)用离心和透析两种方法对制得的氧化铁纳米颗粒进行纯化；氧化铁纳米颗粒在频率为40kHz、强度为18kA/m的高频交变磁场作用下发热。同现有技术比较，本发明具有如下突出的优点1)氧化铁纳米颗粒的制备技术重复性好，产品质量稳定，原料廉价易得，设备简单，操作安全可靠。2)改变氨水用量、铁盐用量、葡聚糖用量、水浴温度四个因素可以制备30-300nm内不同粒径的纳米氧化铁颗粒。
文档编号C01G49/08GK101870500SQ201010208219
公开日2010年10月27日 申请日期2010年6月24日 优先权日2010年6月24日
发明者张路遥, 潘敏, 牛婉婷 申请人:浙江大学