[发明专利]配体分子协同微波制备超小铁氧体纳米颗粒的方法及应用

说明书

本发明公开了一种配体分子协同微波制备超小铁氧体纳米颗粒的方法及应用，通过将金属前驱体和配体分子按比例混合，并加入pH调节剂调节pH值，然后在微波条件下反应，金属前驱体形成铁氧体纳米颗粒，配体分子修饰于铁氧体纳米颗粒表面，得到直径尺寸为2～5nm的超小铁氧体纳米颗粒；其中，金属前驱体由含铁的盐和金属M的盐组成，且金属M为Fe、Mn、Co、Ni、Zn、Cu、Mg中的任一种；含铁的盐、金属M的盐与配体分子的摩尔比为2：1：60～150。本发明的配体分子修饰的超小铁氧体纳米颗粒，可以提供生物靶向功能或提供靶向活性位点；而且颗粒的单分散性好，结晶度高，在磁共振成像、磁热疗等生物医学领域有广泛的应用。

技术领域

本发明属于生物医学材料和影像材料技术领域，具体涉及一种配体分子协同微波制备超小铁氧体纳米颗粒的方法及应用。

背景技术

铁氧体纳米材料(MFe₂O₄,M＝Fe,Mn,Co,Ni,Zn,Cu等)由于其独特的磁学性能和优异的生物相容性，可作为磁共振成像对比剂、磁热疗剂、药物递释载体等医用材料，在生物医学领域获得广泛应用[Advanced Healthcare Materials,2020,9(9):1901058；Materials Today,2016,19(3):157-168；Chemical Society Reviews,2015,44(14):4501-4516；Chemical Reviews,2015,115(19):10637-10689]。最新研究发现，当铁氧体颗粒尺寸减小到5nm以下，其可形成由高占比的表面顺磁性非晶层与内部极小铁磁性晶核构成的核壳结构，并展示出优异的磁共振T1增强效应[Nano Letters,2009,9(12):4434-4440；Langmuir,2007,23(8):4583-458]。当前超小铁氧体纳米颗粒在磁共振T1对比剂领域的研究已经取得了长足的进展，但可控宏量制备具有活性基团修饰的、水溶性单分散超小铁氧体纳米颗粒的方法仍然缺少。

目前单分散超小铁氧体纳米颗粒的主要制备方法一般分为两类：高温有机相合成法以及水相还原金属盐的方法[Drug Discovery Today,2019,24(3):835-844；AdvancedMaterials,2018,30(49):1802309]。

传统水相还原金属盐的方法制备铁氧体纳米颗粒时，由于其过程的生长速度快，难于控制，所制备的铁氧体纳米颗粒通常尺寸较大且不均匀；此外，通过在水相中加入稳定剂来控制其生长速度是一种常用的制备单分散铁氧体纳米颗粒的方法，但结合在颗粒表面的稳定剂导致后续修饰活性基团困难；同时，由于水相反应温度低，铁氧体颗粒结晶度差，影响其磁共振T1增强性能。

高温有机相合成法可获得单分散、高结晶度的超小铁氧体纳米颗粒，然而其仅能获得油溶性纳米颗粒，需要将油相颗粒通过修饰水溶性分子才能用于生物医学应用，操作复杂，成本较高。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种配体分子协同微波制备超小铁氧体纳米颗粒的方法及应用。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种配体分子协同微波制备超小铁氧体纳米颗粒的方法，通过将金属前驱体和配体分子按比例混合，并加入pH调节剂调节pH值，然后在微波条件下反应，所述金属前驱体形成铁氧体纳米颗粒，所述配体分子修饰于所述铁氧体纳米颗粒表面，得到直径尺寸为2～5nm的超小铁氧体纳米颗粒；其中，所述金属前驱体由含铁的盐和金属M的盐组成，且所述金属M为Fe、Mn、Co、Ni、Zn、Cu、Mg中的任一种；所述含铁的盐、所述金属M的盐与所述配体分子的摩尔比为2：1：60～150。