发明名称 一种对外界温度或pH值响应的磁性介孔纳米复合材料及其应用
摘要 本发明涉及材料领域,公开了一种对外界温度或pH值响应的磁性介孔纳米复合材料制备及其生物应用。该材料是在纳米磁性氧化铁表面依次包裹二氧化硅和介孔二氧化硅及pH响应的聚合物或温度响应的聚合物,所述磁性材料是通过水热法制备的α-Fe2O3包裹了二氧化硅和介孔二氧化硅后原位还原得到,所述聚合物是通过原子转移自由基聚合(ATRP)方法修饰到介孔包裹的磁性纳米材料表面。经上述方法得到的纳米复合材料具有较好的分散性,较低的生物毒性,较好的外界环境响应功能,可同时用作磁共振成像造影剂和药物载体。
申请公布号 CN102552942B 申请公布日期 2013.06.19
申请号 CN201110353198.8 申请日期 2011.11.09
申请人 上海师范大学 发明人 吴惠霞;唐立辉;王亚培;杨仕平
分类号 A61K49/12(2006.01)I;A61K49/08(2006.01)I;A61K47/32(2006.01)I;A61K47/02(2006.01)I;A61K47/04(2006.01)I 主分类号 A61K49/12(2006.01)I
代理机构 上海伯瑞杰知识产权代理有限公司 31227 代理人 吴瑾瑜
主权项 一种对外界温度或pH值响应的磁性介孔纳米复合材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)将三价铁盐溶解于pH=2.5~3.5的酸溶液中,95~105℃下反应18~36小时;分离取固体得到α‑Fe2O3纳米粒子;洗涤干燥;所述三价铁盐中的铁离子与酸溶液的摩尔体积比为0.012~0.024mol/L;(2)步骤(1)的α‑Fe2O3纳米粒子分散在蒸馏水中,超声1~3小时,加入异丙醇和氨水,搅拌条件下加入正硅酸四乙酯,搅拌反应2~3小时;分离取固体,得到包裹二氧化硅的纳米粒子;蒸馏水与异丙醇体积比为1:6~1:8;反应体系中氨的浓度为0.35~0.42mol/L;(3)步骤(2)得到的包裹二氧化硅的纳米粒子分散在乙醇、蒸馏水和氨水的混合液中,搅拌条件下逐滴加入正硅酸四乙酯和十八烷基三甲氧基硅烷C18TMS,反应3~4h,取固体洗涤干燥;蒸馏水与乙醇体积比为1:6~1:8;反应体系中氨的浓度为1.1~1.2mol/L;(4)步骤(3)得到的固体在空气氛围550~600℃下煅烧5.5~6.5小时,然后在还原气氛中于370~390℃还原反应3~4小时;得到包裹介孔二氧化硅的Fe3O4纳米粒子;(5)利用原子转移自由基聚合法,以丙烯酸叔丁酯或N‑异丙基丙烯酰胺为单体,在步骤(4)所制备包裹介孔二氧化硅的Fe3O4纳米粒子的介孔层表面修饰聚丙烯酸或聚(N‑异丙基丙烯酰胺);步骤(5)包括以下步骤:(a)步骤(4)处理后包裹介孔二氧化硅的Fe3O4纳米粒子分散于甲苯中,超声分散1~2h,氮气保护条件下,加入氨丙基三乙氧基硅烷(APS),90~100℃回流18~20h,分离取固体洗涤干燥;包裹介孔二氧化硅的Fe3O4纳米粒子与甲苯的用量比为1.6~2.5mg/ml;包裹介孔二氧化硅的Fe3O4纳米粒子与氨丙基三乙氧基硅烷的用量比为150~200mg/ml;(b)取步骤(a)中干燥后的固体分散在有机溶剂IV中超声分散1~2h,氮气保护下加入2‑溴异丁酰溴,先在冰水浴中反应1~2h,然后在常温下反应10~12h,取沉淀洗涤干燥;固体与2‑溴异丁酰溴的用量比为10~15mg/mmol;固体与有机溶剂IV的用量比为0.5~1.5mg/ml;溶剂IV为含有1.5V/V%~2.5V/V%三乙胺的重蒸二氯甲烷;(c)取步骤(b)中干燥后的固体,与N‑异丙基丙烯酰胺或丙烯酸叔丁酯、CuBr和N,N,N,N,N‑五甲基二亚乙基三胺在氮气保护条件下反应10~12h,取沉淀洗涤干燥,得到聚丙烯酸叔丁酯或N‑异丙基丙烯酰胺修饰的磁性介孔材料;具体为:固体与N‑异丙基丙烯酰胺、CuBr和N,N,N,N,N‑五甲基二亚乙基三胺在氮气保护条件下反应10~12h,用体积比为1:0.5~1:1.5的 异丙醇和水混合物作为溶剂;反应温度为25~35℃;固体与N‑异丙基丙烯酰胺、CuBr和N,N,N,N,N‑五甲基二亚乙基三胺的用量比为1mg:0.1~0.5mmol:0.015~0.03mmol:0.015~0.06mmol;或者,固体与丙烯酸叔丁酯、CuBr和N,N,N,N,N‑五甲基二亚乙基三胺在氮气保护条件下反应10~12h,取固体洗涤干燥;此处用体积比为1:1~2:1的2‑丁酮和异丙醇混合溶剂;反应温度为80~100℃;固体与丙烯酸叔丁酯、CuBr和N,N,N,N,N‑五甲基二亚乙基三胺的用量比为1mg:0.1~0.2mmol:0.005~0.03mmol:0.015~0.06mmol。(d)将步骤(c)中得到的聚丙烯酸叔丁酯修饰的磁性介孔材料与对甲苯磺酸,在氮气保护条件下,以甲苯为溶剂,100~110℃搅拌回流20~24h,进一步水解将聚丙烯酸叔丁酯转变成聚丙烯酸;冷却后取固体洗涤干燥;聚丙烯酸叔丁酯修饰的磁性介孔材料与对甲苯磺酸重量比为1:1.8~2.2。
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