发明名称 磁性奈米微粒及其制造方法与利用磁性奈米载体分离及输送物质之方法
摘要 一种磁性奈米微粒及其制造方法,其系将具有螫合、离子交换等多种功能之羧基化聚醣共价键结于磁性奈米微粒之表面。此聚醣被覆的磁性奈米微粒之稳定性高且分散性佳,又具有吸附容量高、吸附速率快、且可利用磁性操控等优点,因此不仅可吸附多种离子型物质,更可应用于废水处理或生化分离之吸附剂、药物或基因定位传输之载体、以及核磁共振摄影之显影剂等。
申请公布号 TWI251841 申请公布日期 2006.03.21
申请号 TW093132221 申请日期 2004.10.22
申请人 国立成功大学 发明人 陈东煌;张扬状
分类号 H01F1/06;A61M37/00 主分类号 H01F1/06
代理机构 代理人 蔡坤财 台北市中山区松江路148号11楼
主权项 1.一种聚醣被覆的磁性奈米微粒,至少包含: 一磁性奈米微粒;以及 一羧基化聚醣共价键结于该磁性奈米微粒之一表 面。 2.如申请专利范围第1项所述之聚醣被覆的磁性奈 米微粒,其中该磁性奈米微粒之材质为四氧化三铁 (Fe3O4)。 3.如申请专利范围第1项所述之聚醣被覆的磁性奈 米微粒,其中该羧基化聚醣为羧基化几丁聚醣( Chitosan)或其衍生物。 4.如申请专利范围第3项所述之聚醣被覆的磁性奈 米微粒,其中该羧基化几丁聚醣衍生物为羧基化几 丁质(Chitin)。 5.如申请专利范围第1项所述之聚醣被覆的磁性奈 米微粒,其中该聚醣被覆之磁性奈米微粒之一粒径 系介于1奈米至100奈米之间。 6.如申请专利范围第1项所述之聚醣被覆的磁性奈 米微粒,其中该聚醣被覆之磁性奈米微粒之一粒径 系介于10奈米至30奈米之间。 7.一种聚醣被覆的磁性奈米微粒,该磁性奈米微粒 之材质为四氧化三铁(Fe3O4),其特征在于该磁性奈 米微粒之一表面共价键结有羧基化几丁聚醣或其 衍生物,用以吸附一离子型物质。 8.如申请专利范围第7项所述之聚醣被覆的磁性奈 米微粒,其中该几丁聚醣衍生物为几丁质。 9.如申请专利范围第7项所述之聚醣被覆的磁性奈 米微粒,其中该聚醣被覆之磁性奈米微粒之一粒径 系介于1奈米至100奈米之间。 10.如申请专利范围第7项所述之聚醣被覆的磁性奈 米微粒,其中该聚醣被覆之磁性奈米微粒之一粒径 系介于10奈米至30奈米之间。 11.如申请专利范围第7项所述之聚醣被覆的磁性奈 米微粒,其中该离子型物质系选自于由一金属阳离 子、一阴离子型物质、一药物分子以及一生物分 子所组成之一族群。 12.如申请专利范围第11项所述之聚醣被覆的磁性 奈米微粒,其中该生物分子系选自于由去氧核醣核 酸(Deoxyribonucleic Acid;DNA)、核醣核酸(Ribonucleic Acid; RNA)、一蛋白质以及一酵素所组成之一族群。 13.一种聚醣被覆之磁性奈米微粒之制造方法,至少 包含: 形成一磁性奈米微粒;以及 共价键结一羧基化聚醣于该磁性奈米微粒之一表 面,其中该羧基化聚醣为羧基化几丁聚醣或其衍生 物。 14.如申请专利范围第13项所述之聚醣被覆的磁性 奈米微粒之制造方法,其中该羧基化几丁聚醣衍生 物为羧基化几丁质。 15.如申请专利范围第13项所述之聚醣被覆之磁性 奈米微粒之制造方法,其中形成该磁性奈米微粒之 步骤更至少包含: 提供一含铁混合溶液,其中该含铁混合溶液中含有 氯化铁与氯化亚铁; 调整该含铁混合溶液之酸硷値(pH)达8至10之间;以 及 热处理该含铁混合溶液,以共沉淀成该磁性奈米微 粒。 16.如申请专利范围第15项所述之聚醣被覆的磁性 奈米微粒之制造方法,其中该氯化铁与该氯化亚铁 之莫耳比値系介于1.5至2.5之间。 17.如申请专利范围第15项所述之聚醣被覆的磁性 奈米微粒之制造方法,其中热处理该含铁混合溶液 的步骤系于温度介于60℃至80℃之间进行1至60分钟 。 18.如申请专利范围第15项所述之聚醣被覆的磁性 奈米微粒之制造方法,其中该磁性奈米微粒之材质 为四氧化三铁(Fe3O4)。 19.如申请专利范围第15项所述之聚醣被覆的磁性 奈米微粒之制造方法,其中在热处理该混合溶液后 ,更至少包含清洗及乾燥该磁性奈米微粒。 20.如申请专利范围第13项所述之聚醣被覆的磁性 奈米微粒之制造方法,其中共价键结该聚醣之步骤 更至少包含: 将该磁性奈米微粒、碳二醯胺(Carbodiimide)以及该 羧基化聚醣依序加入一缓冲溶液中,使该羧基化聚 醣经由该碳二醯胺活化而共价键结于该磁性奈米 微粒之该表面;以及 施加一磁场以进行一固液分离之步骤,藉此获得该 聚醣被覆的磁性奈米微粒。 21.如申请专利范围第20项所述之聚醣被覆的磁性 奈米微粒之制造方法,其中该缓冲溶液之酸硷値系 介于6至7之间。 22.如申请专利范围第20项所述之聚醣被覆的磁性 奈米微粒之制造方法,其中该磁性奈米载体与该羧 基化聚醣之重量比値系介于10至100之间。 23.如申请专利范围第20项所述之聚醣被覆的磁性 奈米微粒之制造方法,其中该羧基化聚醣系经由一 羧基化制程而形成,且该羧基化制程更至少包含: 进行一膨润及硷化步骤,系将该聚醣加入一硷性混 合溶液中,于55℃至65℃之间进行0.5小时至1.5小时, 其中该硷性混合溶液系混合一有机溶剂与水;以及 进行羧基化步骤,系将含氯醋酸钠之该有机溶剂滴 入含该聚醣之该硷性混合溶剂后,于55℃至65℃之 间进行3小时至5小时,以于该聚醣上形成羧基及/或 羧甲基。 24.如申请专利范围第23项所述之聚醣被覆的磁性 奈米微粒之制造方法,其中该有机溶剂为异丙醇。 25.如申请专利范围第23项所述之聚醣被覆的磁性 奈米微粒之制造方法,其中在该羧基化步骤后,更 至少包含: 利用约70体积百分比之酒精中止该羧基化步骤; 利用约99体积百分比之酒精去除该羧基化聚醣之 盐分及水分;以及 于约5℃之温度下乾燥该羧基化聚醣。 26.一种利用聚醣被覆的磁性奈米微粒分离离子型 物质的方法,至少包含: 使含有一离子型物质之一极性溶液通过一聚醣被 覆的磁性奈米微粒,其中该聚醣被覆的磁性奈米微 粒系于一磁性奈米微粒之一表面共价键结一羧基 化聚醣,用以吸附该离子型物质;以及 施加一磁场于该聚醣被覆的磁性奈米微粒,藉以分 离出吸附该离子型物质之该聚醣被覆的磁性奈米 微粒。 27.如申请专利范围第26项所述之利用聚醣被覆的 磁性奈米微粒分离离子型物质的方法,其中该离子 型物质为一金属阳离子。 28.如申请专利范围第26项所述之利用聚醣被覆的 磁性奈米微粒分离离子型物质的方法,其中该离子 型物质为一阴离子型物质。 29.如申请专利范围第26项所述之利用聚醣被覆的 磁性奈米微粒分离离子型物质的方法,其中该磁性 奈米微粒之材质为四氧化三铁(Fe3O4)。 30.如申请专利范围第26项所述之利用聚醣被覆的 磁性奈米微粒分离离子型物质的方法,其中该羧基 化聚醣为羧基化几丁聚醣或其衍生物。 31.如申请专利范围第30项所述之利用聚醣被覆的 磁性奈米微粒分离离子型物质的方法,其中该羧基 化几丁聚醣衍生物为羧基化几丁质。 32.如申请专利范围第26项所述之利用聚醣被覆的 磁性奈米微粒分离杂子型物质的方法,其中该聚醣 被覆之磁性奈米微粒之一粒径系介于1奈米至100奈 米之间。 33.如申请专利范围第26项所述之利用聚醣被覆的 磁性奈米微粒分离离子型物质的方法,其中该聚醣 被覆之磁性奈米微粒之一粒径系介于10奈米至30奈 米之间。 34.如申请专利范围第26项所述之利用聚醣被覆的 磁性奈米微粒分离离子型物质的方法,其中在施加 该磁场之步骤后,更至少包含进行一脱附步骤,以 自吸附该离子型物质之该聚醣被覆的磁性奈米微 粒分离而得该离子型物质。 35.一种利用磁性奈米载体输送药物分子或生物分 子之方法,至少包含: 使含有一药物分子及/或一生物分子之一极性溶液 通过一聚醣被覆的磁性奈米微粒,其中该聚醣被覆 的磁性奈米微粒系于一磁性奈米微粒之一表面共 价键结一羧基化聚醣,且该羧基化聚醣为羧基化几 丁聚醣或其衍生物,用以吸附该药物分子及/或该 生物分子;以及 施加一磁场于该聚醣被覆的磁性奈米微粒,藉以输 送吸附该药物分子及/或该生物分子之该聚醣被覆 的磁性奈米微粒至一预定位置。 36.如申请专利范围第35项所述之利用磁性奈米载 体输送药物分子或生物分子之方法,其中该药物分 子为一阴离子型物质。 37.如申请专利范围第35项所述之利用磁性奈米载 体输送药物分子或生物分子之方法,其中该生物分 子为一阴离子型物质,且该生物分子系选自于由DNA 、RNA、一蛋白质以及一酵素所组成之一族群。 38.如申请专利范围第35项所述之利用磁性奈米载 体输送药物分子或生物分子之方法,其中形成该磁 性奈米载体之步骤更至少包含: 提供一含铁混合溶液,其中该含铁混合溶液中含有 氯化铁与氯化亚铁; 调整该含铁混合溶液之酸硷値达8至10之间;以及 热处理该含铁混合溶液,以共沉淀成该磁性奈米载 体。 39.如申请专利范围第38项所述之利用磁性奈米载 体输送药物分子或生物分子之方法,其中该氯化铁 与该氯化亚铁之莫耳比値系介于1.5至2.5之间。 40.如申请专利范围第38项所述之利用磁性奈米载 体输送药物分子或生物分子之方法,其中热处理该 含铁混合溶液的步骤系于温度介于60℃至80℃之间 进行1至60分钟。 41.如申请专利范围第38项所述之利用磁性奈米载 体输送药物分子或生物分子之方法,其中该磁性奈 米载体之材质为四氧化三铁(Fe3O4)。 42.如申请专利范围第38项所述之利用磁性奈米载 体输送药物分子或生物分子之方法,其中在热处理 该混合溶液后,更至少包含清洗及乾燥该磁性奈米 载体。 43.如申请专利范围第35项所述之利用磁性奈米载 体输送药物分子或生物分子之方法,其中共价键结 该羧基化聚醣之步骤更至少包含: 将该磁性奈米载体、碳二醯胺以及该羧基化聚醣 依序加入一缓冲溶液中,使该羧基化聚醣经由该碳 二醯胺活化而共价键结于该磁性奈米载体之该表 面;以及 施加另一磁场,以分离出该聚醣被覆的磁性奈米载 体。 44.如申请专利范围第43项所述之利用磁性奈米载 体输送药物分子或生物分子之方法,其中该缓冲溶 液之酸硷値系介于6至7之间。 45.如申请专利范围第43项所述之利用磁性奈米载 体输送药物分子或生物分子之方法,其中该磁性奈 米载体与该羧基化聚醣之重量比値系介于10至100 之间。 46.如申请专利范围第43项所述之利用磁性奈米载 体输送药物分子或生物分子之方法,其中该羧基化 聚醣系经由一羧基化制程而形成,且该羧基化制程 更至少包含: 进行一膨润及硷化步骤,系将该聚醣加入一硷性混 合溶液中,于55℃至65℃之间进行0.5小时至1.5小时, 其中该硷性混合溶液系混合一有机溶剂与水;以及 进行羧基化步骤,系将含氯醋酸钠之该有机溶剂滴 入含该聚醣之该硷性混合溶剂后,于55℃至65℃之 间进行3小时至5小时,以形成羧基及/或羧甲基于该 聚醣上。 47.如申请专利范围第46项所述之利用磁性奈米载 体输送药物分子或生物分子之方法,其中该有机溶 剂为异丙醇。 48.如申请专利范围第46项所述之利用磁性奈米载 体输送药物分子或生物分子之方法,其中在该羧基 化步骤后,更至少包含: 利用约70体积百分比之酒精中止该羧基化步骤; 利用约99体积百分比之酒精去除该羧基化聚醣之 盐分及水分;以及 于约50℃之温度下乾燥该羧基化聚醣。 49.如申请专利范围第35项所述之利用磁性奈米载 体输送药物分子或生物分子之方法,其中该输送步 骤系于体内(In Vivo)或体外(In Vitro)进行。 图式简单说明: 第1图系显示根据本发明实施例一之羧基化几丁聚 醣被覆的磁性奈米微粒的穿透式电子显微照片; 第2图系显示根据本发明实施例一之羧基化几丁聚 醣被覆的磁性奈米微粒的X射线绕射图谱; 第3图系绘示根据本发明实施例一之羧基化几丁聚 醣被覆的磁性奈米微粒的傅立叶转换红外线光谱 图; 第4图系显示根据本发明实施例一之羧基化几丁聚 醣被覆的磁性奈米微粒的界面电位分析结果; 第5图系显示根据本发明实施例二之羧基化几丁聚 醣被覆的磁性奈米微粒吸附金属阳离子的恒温吸 附曲线; 第6图系显示根据本发明实施例三之羧基化几丁聚 醣被覆的磁性奈米微粒吸附酸性染料的恒温吸附 曲线; 第7图系显示根据本发明实施例四之羧基化几丁聚 醣被覆的磁性奈米微粒在不同酸硷値下吸附药物 分子之吸附百分比; 第8图系显示根据本发明实施例四之羧基化几丁聚 醣被覆的磁性奈米微粒在不同温度下吸附药物分 子之吸附百分比;以及 第9图系显示根据本发明实施例四之羧基化几丁聚 醣被覆的磁性奈米微粒吸附不同起始浓度的药物 分子之吸附量。
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