[发明专利]一种掺杂二氧化铈纳米材料在用于吸附及缓释药物分子的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种吸附及缓释药物分子的掺杂二氧化铈纳米材料的合成方法。

背景技术

粒子尺寸小于10纳米、尺寸分布均一的无机纳米功能材料因其独特的物理化学性质在药物负载释放、医学诊断分析、生物检测与生物分离领域具有潜在的应用价值。二氧化铈作为重要的稀土化合物之一具有抗氧化、好的生物相容性、降解毒性污染物的作用，因此我们期望合成具有较高药物分子负载与缓释能力的二氧化铈纳米生物用材料，这要求其具有高比表面积、小尺寸、尺寸分布均一的特征。传统的药物分子负载材料为分子筛材料，其制备工艺复杂，药物分子负载量不高并且释放不够彻底，而不再适用于吸附及缓释药物分子。开发对药物分子具有高负载量，长释放时间的纳米材料成为医学生物技术发展的重要任务。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有用于吸附及缓释药物分子的纳米材料对于药物的负载量较低，缓释时间较短及现有材料制备工艺复杂的问题，而提供一种掺杂二氧化铈纳米材料在用于吸附及缓释药物分子的应用。

用于吸附及缓释药物分子的掺杂二氧化铈纳米材料为稀土元素离子掺杂的二氧化铈纳米粉末，化学式为Ce_1-xLn_xO_2-δ，其中：0.05≤x≤0.15，0.025≤δ≤0.075，Ln为Nd、Sm或Gd。所述用于吸附及缓释药物分子的掺杂二氧化铈纳米材料的比表面积为105m²/g～133m²/g。

用于吸附及缓释药物分子的掺杂二氧化铈纳米材料的合成方法，具体是通过以下步骤实现的：

一、称量混合：依照化学式Ce_1-xLn_xO_2-δ按Ce与Ln的摩尔比为(1-x):x称取Ce(NO₃)₃·6H₂O和Ln(NO₃)₃·6H₂O，其中：0.05≤x≤0.15，0.025≤δ≤0.075，Ln为Nd、Sm或Gd，然后将Ce(NO₃)₃·6H₂O和Ln(NO₃)₃·6H₂O进行研磨混合，得到混合原料；

二、溶解混合：将混合原料溶解于混合溶剂中，并磁力搅拌混匀，得到混合原料溶液，向混合原料溶液中加入硬脂酸，再加入三乙醇胺，并磁力搅拌混匀，得到混合溶液；

三、热压反应：在温度为160～200℃和压力为0.5MPa～1.0MPa的封闭条件下对混合溶液进行热压反应，热压反应时间为12h～36h，再自然冷却至室温，得到纳米粉末；

四、洗涤干燥：依次采用乙醇和去离子水作为洗涤剂对纳米粉末进行离心洗涤，得到洗涤后纳米粉末，然在温度为60～100℃条件下对洗涤后纳米粉末进行恒温加热12h～24h，得到用于吸附及缓释药物分子的掺杂二氧化铈纳米材料；

步骤二中所述的混合原料与硬脂酸的质量比为(4.1～12.3):1；步骤二中所述的混合原料质量与三乙醇胺的比例为(0.62～1.25)g:1mL。

本发明优点：

一、本发明制备的用于吸附及缓释药物分子的掺杂二氧化铈纳米材料化学式为Ce_1-xLn_xO_2-δ，其中Ce离子为+4价，稀土离子为+3价；利用Ln³⁺稀土离子取代Ce⁴⁺离子，为了维持晶体中的电中性条件，会产生一定数量的氧空位，这可以提高纳米材料表面与晶体内部的氧空位密度，增强材料表面与药物分子中含氧官能团的作用，进而提高药物分子的负载能力。

二、本发明的合成方法操作简单，条件温和，反应温度仅为160～200℃；制备的用于吸附及缓释药物分子的掺杂二氧化铈纳米材料为立方相的萤石结构晶体，具有较高的结晶度。本发明制备的用于吸附及缓释药物分子的掺杂二氧化铈纳米材料为八面体形貌的纳米颗粒，粒子的平均尺寸为4.0纳米，尺寸分布均一；且比表面积大，易于吸附及缓释药物分子，可应用于医学生物领域。