用于吸附及緩釋藥物分子的摻雜二氧化鈰納米材料及其合成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種吸附及緩釋藥物分子的摻雜二氧化鈰納米材料及其合成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]粒子尺寸小于10納米、尺寸分布均一的無(wú)機(jī)納米功能材料因其獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)在藥物負(fù)載釋放、醫(yī)學(xué)診斷分析、生物檢測(cè)與生物分離領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。二氧化鈰作為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，因此我們期望合成具有較高藥物分子負(fù)載與緩釋能力的二氧化鈰納米生物用材料，這要求其具有高比表面積、小尺寸、尺寸分布均一的特征。傳統(tǒng)的藥物分子負(fù)載材料為分子篩材料，其制備工藝復(fù)雜，藥物分子負(fù)載量不高并且釋放不夠徹底，而不再適用于吸附及緩釋藥物分子。開(kāi)發(fā)對(duì)藥物分子具有高負(fù)載量，長(zhǎng)釋放時(shí)間的納米材料成為醫(yī)學(xué)生物技術(shù)發(fā)展的重要任務(wù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有用于吸附及緩釋藥物分子的納米材料對(duì)于藥物的負(fù)載量較低，緩釋時(shí)間較短及現(xiàn)有材料制備工藝復(fù)雜的問(wèn)題，而提供用于吸附及緩釋藥物分子的摻雜二氧化鈰納米材料及其合成方法。
[0004]用于吸附及緩釋藥物分子的摻雜二氧化鈰納米材料為稀土元素離子摻雜的二氧化鈰納米粉末，化學(xué)式為 Ce1 xLnx02 δ，其中:0.05 < X < 0.15，0.025 < δ < 0.075，Ln 為Nd、Sm或Gd。所述用于吸附及緩釋藥物分子的摻雜二氧化鈰納米材料的比表面積為105m2/g ?133m2/go
[0005]用于吸附及緩釋藥物分子的摻雜二氧化鈰納米材料的合成方法，具體是通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)的:
[0006]—、稱(chēng)量混合:依照化學(xué)式Ce1 xLnx02 δ按Ce與Ln的摩爾比為(1_χ): χ稱(chēng)取Ce (NO3) 3.6Η20 和 Ln(NO3)3.6Η20，其中:0.05 彡 χ 彡 0.15，0.025 ^ δ ^ 0.075，Ln 為 Nd、Sm或Gd，然后將Ce (NO3) 3.6Η20和Ln (NO3) 3.6Η20進(jìn)行研磨混合，得到混合原料；
[0007]二、溶解混合:將混合原料溶解于混合溶劑中，并磁力攪拌混勻，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，并磁力攪拌混勻，得到混合溶液；
[0008]三、熱壓反應(yīng):在溫度為160?200°C和壓力為0.5MPa?1.0MPa的封閉條件下對(duì)混合溶液進(jìn)行熱壓反應(yīng)，熱壓反應(yīng)時(shí)間為12h?36h，再自然冷卻至室溫，得到納米粉末；
[0009]四、洗滌干燥:依次采用乙醇和去離子水作為洗滌劑對(duì)納米粉末進(jìn)行離心洗滌，得到洗滌后納米粉末，然在溫度為60?100°C條件下對(duì)洗滌后納米粉末進(jìn)行恒溫加熱12h?24h，得到用于吸附及緩釋藥物分子的摻雜二氧化鈰納米材料；
[0010]步驟二中所述的混合原料與硬脂酸的質(zhì)量比為(4.1?12.3):1 ;步驟二中所述的混合原料質(zhì)量與三乙醇胺的比例為(0.62?1.25) g: lmL。
[0011]本發(fā)明優(yōu)點(diǎn):
[0012]—、本發(fā)明制備的用于吸附及緩釋藥物分子的摻雜二氧化鈰納米材料化學(xué)式為Ce1 xLnx02 δ，其中Ce離子為+4價(jià)，稀土離子為+3價(jià)；利用Ln3+稀土離子取代Ce 4+離子，為了維持晶體中的電中性條件，會(huì)產(chǎn)生一定數(shù)量的氧空位，這可以提高納米材料表面與晶體內(nèi)部的氧空位密度，增強(qiáng)材料表面與藥物分子中含氧官能團(tuán)的作用，進(jìn)而提高藥物分子的負(fù)載能力。
[0013]二、本發(fā)明的合成方法操作簡(jiǎn)單，條件溫和，反應(yīng)溫度僅為160?200°C ;制備的用于吸附及緩釋藥物分子的摻雜二氧化鈰納米材料為立方相的螢石結(jié)構(gòu)晶體，具有較高的結(jié)晶度。本發(fā)明制備的用于吸附及緩釋藥物分子的摻雜二氧化鈰納米材料為八面體形貌的納米顆粒，粒子的平均尺寸為4.0納米，尺寸分布均一；且比表面積大，易于吸附及緩釋藥物分子，可應(yīng)用于醫(yī)學(xué)生物領(lǐng)域。
[0014]三、本發(fā)明制備的用于吸附及緩釋藥物分子的摻雜二氧化鈰納米材料的比表面積為105m2/g?133m2/g，比表面積最高可達(dá)到133m2/g，粒子之間構(gòu)筑的介孔平均尺寸為
2.4nm，介孔體積為0.21cm3/g，因此本發(fā)明制備的用于吸附及緩釋藥物分子的摻雜二氧化鈰納米材料是一種較強(qiáng)吸附能力的用于吸附及緩釋藥物分子的納米材料。
[0015]四、本發(fā)明制備的用于吸附及緩釋藥物分子的摻雜二氧化鈰納米材料作為吸附納米材料用于吸附布洛芬，將本發(fā)明制備的用于吸附及緩釋藥物分子的摻雜二氧化鈰納米材料進(jìn)行藥物分子的負(fù)載與緩釋實(shí)驗(yàn)，選取布洛芬(IBU)為目標(biāo)藥物分子。將1.8克布洛芬在磁力攪拌的條件下溶于30毫升己烷溶劑中，向此溶液中加入0.12克制得的摻雜二氧化鈰納米材料，在密閉玻璃試劑瓶中磁力攪拌24小時(shí)，然后采用高速離心機(jī)在10000轉(zhuǎn)/分條件下離心分散，最后在60°C、空氣氣氛中加熱24小時(shí)得到負(fù)載布洛芬的納米材料。熱重分析測(cè)試表明制得的摻雜二氧化鈰納米材料對(duì)于布洛芬藥物分子具有較高的吸附率，吸附率達(dá)到90.1 %?97.3% 0
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是實(shí)施例1制備的用于吸附及緩釋藥物分子的摻雜二氧化鈰納米材料的X-射線(xiàn)衍射譜圖；
[0017]圖2是實(shí)施例1制備的用于吸附及緩釋藥物分子的摻雜二氧化鈰納米材料的低倍透射電子顯微鏡圖像；
[0018]圖3是實(shí)施例1制備的用于吸附及緩釋藥物分子的摻雜二氧化鈰納米材料的高倍透射電子顯微鏡圖像；
[0019]圖4是熱重分析曲線(xiàn)，圖中A表示負(fù)載布洛芬的Ce。.^Ndaff1u75納米材料的熱重分析曲線(xiàn)，圖中B表示負(fù)載布洛芬的CeO2納米材料的熱重分析曲線(xiàn)；
[0020]圖5是釋放率-時(shí)間曲線(xiàn)圖，圖中A表示負(fù)載布洛芬的Ce。.JcUA 975納米材料在O?72h釋放率-時(shí)間曲線(xiàn)圖，圖中B表示負(fù)載布洛芬的CeO2納米材料在O?72h釋放率-時(shí)間曲線(xiàn)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]【具體實(shí)施方式】一:本實(shí)施方式是用于吸附及緩釋藥物分子的摻雜二氧化鋪納米材料為稀土元素離子摻雜的二氧化鋪納米粉末，化學(xué)式為Ce1 xLnx02 δ，其中:
0.05彡χ彡0.15，0.025彡δ彡0.075，Ln為Nd、Sm或Gd。所述用于吸附及緩釋藥物分子的摻雜二氧化鋪納米材料的比表面積為105m2/g?133m2/g。
[0022]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同點(diǎn)是:所述用于吸附及緩釋藥物分子的摻雜二氧化鈰納米材料的化學(xué)式為Ce。.MNdaff1u75，所述用于吸附及緩釋藥物分子的摻雜二氧化鋪納米材料的比表面積為133m2/g。其他與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0023]本實(shí)施方式所述的化學(xué)式為Cea95NcU5Ou75的用于吸附及緩釋藥物分子的摻雜二氧化鈰納米材料對(duì)布洛芬的吸附率達(dá)到97.3%。
[0024]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式是用于吸附及緩釋藥物分子的摻雜二氧化鈰納米材料的合成方法，具體是通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)的:
[0025]—、稱(chēng)量混合:依照化學(xué)式Ce1 ,LnxO2 δ按Ce與Ln的摩爾比為(1_χ): χ稱(chēng)取Ce (NO3) 3.6Η20 和 Ln(NO3)3.6Η20，其中:0.05 彡 χ 彡 0.15，0.025 ^ δ ^ 0.075，Ln 為 Nd、Sm或Gd，然后將Ce (NO3) 3.6Η20和Ln (NO3) 3.6Η20進(jìn)行研磨混合，得到混合原料；
[0026]二、溶解混合:將混合原料溶解于混合溶劑中，并磁力攪拌混勻，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，并磁力攪拌混勻，得到混合溶液；
[0027]三、熱壓反應(yīng):在溫度為160?200°C和壓力為0.5MPa?1.0MPa的封閉條件下對(duì)混合溶液進(jìn)行熱壓反應(yīng)，熱壓反應(yīng)時(shí)間為12h?36h，再自然冷卻至室溫，得到納米粉末；
[0028]四、洗滌干燥:依次采用乙醇和去離子水作為洗滌劑對(duì)納米粉末進(jìn)行離心洗滌，得到洗滌后納米粉末，然在溫度為60?100°C條件下對(duì)洗滌后納米粉末進(jìn)行恒溫加熱12h?24h，得到用于吸附及緩釋藥物分子的摻雜二氧化鈰納米材料；
[0029]本實(shí)施方式步驟二中所述的混合原料與硬脂酸的質(zhì)量比為(4.1?12.3):1 ;本實(shí)施方式步驟二中所述的混合原料質(zhì)量與三乙醇胺的比例為(0.62?1.25) g:1mL ;
[0030]本實(shí)施方式步驟三中在溫度為160?200°C和壓力為0.5MPa?1.0MPa (相當(dāng)于反應(yīng)壓力為5?10大氣壓)需要密閉反應(yīng)環(huán)境，反應(yīng)容器應(yīng)具有耐高壓特性，因此本實(shí)施方式合成方法中不宜采用玻璃容器，而應(yīng)當(dāng)采用能耐較高壓力的容器，所以本實(shí)施方式選用不銹鋼反應(yīng)釜，且內(nèi)部裝有聚四氟乙烯釜襯，其該反應(yīng)容器耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿，且最高可以加熱到280 °C左右。
[0031]本實(shí)施方式步驟四中所述用于吸附及緩釋藥物分子的摻雜二氧化鈰納米材料的比表面積為105m2/g?133m2/g。
[0032]【具體實(shí)施方式】四:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】三的不同點(diǎn)是:步驟一中依照化學(xué)式 Cea95Nda Q5Ol 975按 Ce 與 Ln 的摩爾比為 0.95:0.05 稱(chēng)取 Ce (NO 3) 3.6Η20 和 Ln (NO3) 3.6Η20。其他與【具體實(shí)施方式】三相同。
[0033]【具體實(shí)施方式】五:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】三或四之一不