专利名称：一种磁性多孔γ－Fe的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种磁性多孔γ-Fe2O3微球及其制备方法。
背景技术：
发展安全高效的药物传递途径和技术是促进药物临床应用的关键。无论是通过局部定向传递还是利用体内循环作用于全身各部位，临床应用的药物均需要达到既无明显的毒副作用，又能在最小剂量范围内发挥药效，同时易被患者接受的安全、廉价的有效输送。
靶向药物成功的解决了上述问题。它通过靶向载体将药物输送到病灶部位，并在病灶部位长时间释放药物，保持局部较高的药物浓度，而正常组织中药物浓度很低，带来的好处是显而易见的1).大大降低了药物的使用量，减轻了患者的经济负担；2).提高了药物疗效，降低了毒副作用。
目前的靶向药物大多是用磁性物质作为靶向材料，经表面改性后，在其表面接枝药物，从而实现靶向定位；也有的是利用吸附性材料与磁性材料复合来制备靶向药物载体，利用吸附性材料吸附或释放药物，利用磁性材料进行靶向定位。但是由于靶向载体是复合材料，其中磁性材料的比例较低，不利于载体的靶向定位，降低了靶向治疗的疗效。Frank Caruso等人在《Chemistry Material》(2001年13卷109页)和《Science》(1998年282卷1111页)上用层一层包覆法制备了复合磁性微球，再经过烧结可得磁性中空微球。
Srivastava等人在《Jjounal.Physics.Chemistry.B》(2002年108卷1879页)中报道了用超声化学方法制备介孔氧化铁颗粒。
中科院理化研究所(公开号CN1279554C)采用煅烧法，通过缓慢升温在无氧条件下将核/壳结构的四氧化三铁复合微球中的有机核烧结掉从而制备了具有介孔结构放入四氧化三铁中空微球。
但是，上述文献和专利报道的磁性中空微球，由于Fe3O4在空气中易被氧化，容易形成磁性能不高的α-Fe2O3，同时由于作为核而存在的有机微球在高温煅烧下会产生积碳，也会影响最终产物的磁性能。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是公开一种磁性多孔γ-Fe2O3微球及其制造方法，克服以往磁靶向药物载体磁性不高的缺点，以满足磁靶向药物载体应用需求。
所说的磁性多孔γ-Fe2O3微球，其粒径为80～600纳米，壳层由5～40纳米的γ-Fe2O3构成的棕褐色粉末，比表面积为35～50m2/g，饱和磁化强度为40～60emu/g。
本发明的磁性多孔γ-Fe2O3微球的制备方法，包括如下步骤将核/壳结构的纳米复合微球，在空气气氛中200～350℃下氧化1～4小时，然后将其加入有机溶剂中，静置，优选静置1～4小时，收集磁性物质，洗涤，在0.08～0.09MPa，40～80℃下干燥，获得磁性多孔γ-Fe2O3微球，粒径为80～600纳米，收率为60～70％。
所说的二价铁盐为硫酸亚铁，氧化温度为200～350℃，优选温度为250～300℃。
所说的有机溶剂为为易溶解聚苯乙烯的试剂，优选N，N-二甲基甲酰胺、苯、甲苯或二甲苯、丁酮或丙酮；所说的核/壳结构的纳米复合微球，其壳层为纳米磁性四氧化三铁颗粒，核为高分子聚合物，纳米复合微球粒径为80～600纳米；所说的高分子聚合物为聚苯乙烯；有机溶剂中，纳米复合微球的含量为0.5～2g/100ml；所说的核/壳结构的纳米复合微球可采用Shengmiao Zhang等在《China-Japan JointSeminar of Green Composites》(2005年10月15～16页)上发表的方法进行制备，推荐的方法如下(1)将水和过硫酸铵的溶液(A)与单体苯乙烯和单体丙烯酸的混合单体(B)在氮气气氛中，70～90℃反应6～12小时，获得有机微球乳液，有机微球乳液中的纳米复合微球，为表面带羧基的聚苯乙烯微球，粒径为75～500纳米，优选为75～220纳米，固含率为10～20wt％；以溶液(A)与混合单体(B)的总重量计，过硫酸铵的重量浓度为1～2％，单体苯乙烯的重量浓度为83～97％，单体丙烯酸的重量浓度为1～15％，余量为水；(2)将水、表面活性剂和尿素加入上述的有机微球乳液，搅拌，再加入二价铁盐溶液，在70～90℃，反应2～6小时，收集其中的磁性物质，40～80℃烘干，得到核/壳结构的纳米磁性四氧化三铁颗粒包覆的无机/有机复合微球；所述的混合溶液中的水∶表面活性剂∶二价铁盐∶尿素的摩尔比是10000∶0.03～0.15∶0.3～3∶50～300；优选为10000∶0.03～0.15∶1～3∶100～200。
所说的表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠或十二烷基苯磺酸钠。
本发明采用的原料廉价、工艺简便，所采用的烧结结合溶剂溶解的脱模工艺能令脱模彻底、减少积碳、防止孔洞坍塌，从而获得磁性和吸附能力俱佳的产品，同时γ-Fe2O3较之Fe3O4的稳定性高，在空气中可长期保存，不会因氧化而影响磁性，制备磁性多孔γ-Fe2O3微球，该微球能在空气中稳定存放，磁性较高，适合直接作为磁靶向药物载体。
图1为多孔γ-Fe2O3微球透射电子显微镜照片(图中标尺50nm)。
图2为多孔γ-Fe2O3微球X射线衍射图。
具体实施例方式
实施例1有机微球乳液的制备(1)将水和过硫酸铵的溶液(A)与单体苯乙烯和单体丙烯酸的混合单体(B)在氮气气氛中，80℃反应12小时，获得有机微球乳液，有机微球乳液中的纳米复合微球，粒径为190纳米，固含率为15wt％；
以溶液(A)与混合单体(B)的总重量计，过硫酸铵的重量浓度为1.5％，单体苯乙烯的重量浓度为90％，单体丙烯酸的重量浓度为7％，余量为水；取上述的聚苯乙烯微球(190纳米)乳液10毫升，加入3000ml去离子水和2.32g十二烷基硫酸钠，并搅拌均匀。再加入3.32gFeSO4·7H2O和80g尿素溶解均匀后，将此混合溶液放入90℃的烘箱中反应4小时后取出，把普通磁铁放在烧杯底部，将磁性物质吸引至烧杯底，然后将上层清液倒出，再用去离子水洗涤，重复以上步骤4次，将沉积于烧杯底的磁性物质在0.08MPa，40℃下真空干燥5小时，得到核为190纳米，壳层是由粒径为10纳米的磁性四氧化三铁颗粒包覆的磁性四氧化三铁/聚苯乙烯复合微球，平均粒径为205纳米。
取所制磁性四氧化三铁/聚苯乙烯复合微球2g，加入瓷方舟中，再放入管式炉中，空气气氛下，以10℃/分钟的速度升至250℃，在此温度下保持2小时，之后再以10℃/分钟的速度冷却至室温，得到γ-Fe2O3颗粒包覆的γ-Fe2O3/聚苯乙烯复合微球，将此微球加入N，N-二甲基甲酰胺中，搅拌后静置10小时，再进行磁性分离，将沉淀放入真空干燥箱中70℃下干燥5小时，最终获得磁性多孔γ-Fe2O3微球。平均粒径为190纳米，比表面积50m2/g，饱和磁化强度为60emu/g。
产物根据透射电子显微镜分析为多孔中空微球，见附图1；TMP-7BH仪测试其比饱和磁性强度60emu/g，剩余磁化强度2.39emu/g；TRISTAR3000BET仪测试比表面积为50m2/g；X射线衍射图谱(见附图2)，表明产品中γ-Fe2O3相作为主相存在。
实施例2聚苯乙烯微球乳液的制备方法同实施例1。
取自制的聚苯乙烯颗粒(90纳米)乳液10毫升，加入3000ml去离子水和2.20g十二烷基磺酸钠，并搅拌均匀。再加入3.32gFeSO4·7H2O和80g尿素溶解均匀后，将此混合溶液放入80℃的烘箱中反应6小时。然后用磁铁进行磁性分离，去掉上层清液，再加入2升去离子水，再次进行磁性分离，如此重复三次。在40℃下真空干燥5小时，得到核为75纳米，壳层是由粒径为5纳米的磁性四氧化三铁颗粒包覆的磁性四氧化三铁/聚苯乙烯复合微球，平均粒径为100纳米。
取所制磁性四氧化三铁/聚苯乙烯复合微球2g，加入瓷方舟中，再放入管式炉中，空气气氛下，以10℃/分钟的速度升至300℃，在此温度下保持1.5小时，之后再以10℃/分钟的速度冷却至室温，得到γ-Fe2O3颗粒包覆的γ-Fe2O3/聚苯乙烯复合微球，将此微球加入二甲苯中，搅拌后静置5～10小时，再进行磁性分离，将沉淀放入真空干燥箱中70℃下干燥5小时，最终获得磁性多孔γ-Fe2O3微球。平均粒径为100纳米，比表面积50m2/g，饱和磁化强度为55emu/g，收率为70％。
实施例3聚苯乙烯微球乳液的制备方法同实施例1。
取自制的聚苯乙烯颗粒(190纳米)乳液10毫升，加入3000ml去离子水和2.20g十二烷基硫酸钠，并搅拌均匀。再加入11.56gFeSO47H2O和150g尿素溶解均匀后，将此混合溶液放入90℃的烘箱中反应4小时。把普通磁铁放在烧杯底部，将磁性物质吸引至烧杯底，然后将上层清液倒出，再用去离子水洗涤，重复以上步骤4次，将沉积于烧杯底的磁性物质在0.09MPa，40℃下真空干燥5小时，得到核为190纳米，壳层是由粒径为15纳米的磁性四氧化三铁颗粒包覆的磁性四氧化三铁/聚苯乙烯复合微球，平均粒径为210纳米。
取所制磁性四氧化三铁/聚苯乙烯复合微球2g，加入瓷方舟中，再放入管式炉中，空气气氛下，以10℃/分钟的速度升至250℃，在此温度下保持2小时，之后再以10℃/分钟的速度冷却至室温，得到γ-Fe2O3颗粒包覆的γ-Fe2O3/聚苯乙烯复合微球，将此微球加入N，N-二甲基甲酰胺中，搅拌后静置5小时，再进行磁性分离，将沉淀放入真空干燥箱中70℃下干燥5小时，最终获得磁性多孔γ-Fe2O3微球。平均粒径为210纳米，比表面积44m2/g，饱和磁化强度为62emu/g，收率为69％。
实施例4聚苯乙烯微球乳液的制备方法同实施例1。
取自制的聚苯乙烯颗粒(150纳米)乳液10毫升，加入3000ml去离子水和2.32g十二烷基硫酸钠，并搅拌均匀。再加入6.64gFeSO4.7H2O和120g尿素溶解均匀后，将此混合溶液放入80℃的烘箱中反应6小时。把普通磁铁放在烧杯底部，将磁性物质吸引至烧杯底，然后将上层清液倒出，再用去离子水洗涤，重复以上步骤4次，将沉积于烧杯底的磁性物质在0.08MPa，40℃下真空干燥5小时，得到核为150纳米、磁性四氧化三铁颗粒包覆的有机微球复合亚微米颗粒为160纳米、壳层是由粒径为5纳米的磁性四氧化三铁颗粒组成的复合颗粒。
取所制磁性四氧化三铁/聚苯乙烯复合微球2g，加入瓷方舟中，再放入管式炉中，空气气氛下，以10℃/分钟的速度升至250℃，在此温度下保持2小时，之后再以10℃/分钟的速度冷却至室温，得到γ-Fe2O3颗粒包覆的γ-Fe2O3/聚苯乙烯复合微球，将此微球加入二甲苯中，搅拌后静置8小时，再进行磁性分离，将沉淀放入真空干燥箱中70℃下干燥5小时，最终获得磁性多孔γ-Fe2O3微球。平均粒径为160纳米，比表面积51m2/g，饱和磁化强度为60emu/g，收率为60％。
权利要求
1.一种磁性多孔γ-Fe2O3微球，其特征在于，其粒径为80～600纳米，壳层由5～40纳米的γ-Fe2O3构成的棕褐色粉末，比表面积为35～50m2/g，饱和磁化强度为40～60emu/g。
2.一种磁性多孔γ-Fe2O3微球的制备方法，包括如下步骤将核/壳结构的纳米复合微球，在空气气氛中200～350℃下氧化1～4小时，然后将其加入有机溶剂中，静置，收集磁性物质，洗涤，在0.08～0.09MPa，40～80℃下干燥，获得磁性多孔γ-Fe2O3微球；所说的核/壳结构的纳米复合微球，其壳层为纳米磁性四氧化三铁颗粒，核为高分子聚合物，纳米复合微球粒径为80～600纳米。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所说的二价铁盐为硫酸亚铁，氧化温度为200～350℃。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，氧化温度为250～300℃。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所说的高分子聚合物为聚苯乙烯。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所说的有机溶剂为为易溶解聚苯乙烯的试剂。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，有机溶剂中，纳米复合微球的含量为0.5～2g/100ml。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所说的核/壳结构的纳米复合微球的制备方法如下(1)将水和过硫酸铵的溶液(A)与单体苯乙烯和单体丙烯酸的混合单体(B)在氮气气氛中，70～90℃反应6～12小时，获得有机微球乳液，有机微球乳液中的纳米复合微球，为表面带羧基的聚苯乙烯微球，粒径为75～500纳米，优选为75～220纳米，固含率为10～20wt％；以溶液(A)与混合单体(B)的总重量计，过硫酸铵的重量浓度为1～2％，单体苯乙烯的重量浓度为83～97％，单体丙烯酸的重量浓度为1～15％，余量为水；(2)将水、表面活性剂和尿素加入上述的有机微球乳液，搅拌，再加入二价铁盐溶液，在70～90℃，反应2～6小时，收集其中的磁性物质，40～80℃烘干，得到核/壳结构的纳米磁性四氧化三铁颗粒包覆的无机/有机复合微球；所述的混合溶液中的水∶表面活性剂∶二价铁盐∶尿素的摩尔比是10000∶0.03～0.15∶0.3～3∶50～300；优选为10000∶0.03～0.15∶1～3∶100～200；所说的表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠或十二烷基苯磺酸钠。
全文摘要
本发明公开了一种磁性多孔γ－Fe
文档编号C01G49/06GK101024157SQ20071003650
公开日2007年8月29日 申请日期2007年1月16日 优先权日2007年1月16日
发明者陈建定, 田彬蔚, 宣昭峰, 黄广建, 马新胜 申请人:华东理工大学, 上海华明高技术(集团)有限公司, 复旦大学附属华山医院