×
25.08.2017
217.015.ca4c

СПОСОБ ПОКРЫТИЯ НАНОЧАСТИЦ МАГНЕТИТА СЛОЕМ ЗОЛОТА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002620166
Дата охранного документа
23.05.2017
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к способам получения наночастиц магнетита (FeO), покрытых слоем золота, которые могут быть использованы в качестве контрастного агента для магнитно-резонансной томографии, магнитной сепарации, адресной доставки лекарств и т.д. Изобретение увеличивает выход покрытых золотом наночастиц магнетита в 1,37-1,47 раза и дает возможность получать модифицированные наночастицы с более узким распределением по размерам. Это достигается за счет того, что в способе покрытия наночастиц магнетита слоем золота путем последовательного введения в водный раствор наночастиц магнетита водного раствора цитрата натрия, водного раствора золотохлористоводородной кислоты и водного раствора гидрохлорида гидроксиламина, перед введением водного раствора цитрата натрия наночастицы магнетита дополнительно обрабатывают 1-3 молярным водным раствором хлорной кислоты в течение 1-30 минут. 4 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Область техники

Изобретение относится к способам получения наночастиц магнетита (Fe3O4), покрытых слоем золота, которые могут быть использованы в качестве контрастного агента для магнитно-резонансной томографии, магнитной сепарации, адресной доставки лекарств и т.д.

Уровень техники

Известен способ покрытия наночастиц магнетита слоем золота путем последовательного введения в водный раствор наночастиц магнетита смеси полимеров, соли золота и NaOH [патент США 20110206619 A1, класс 424/9323].

Известен способ покрытия наночастиц магнетита слоем золота путем последовательного введения в водный раствор HAuCl4, доведенный до кипения, наночастиц магнетита и водного раствор цитрата натрия [Lo С.K., Xiao D., Choi M. Homocysteine-protected gold-coated magnetic nanoparticles: synthesis and characterization // J. Mater. Chem., 2007. V. 17(23), P. 2418-2427].

Наиболее близким к заявляемому является известный способ покрытия наночастиц магнетита слоем золота путем последовательного введения в водный раствор наночастиц магнетита водного раствора цитрата натрия, водного раствора золотохлористоводородной кислоты (HAuCl4) и водного раствора гидрохлорида гидроксиламина (ΝΗ2ΟΗ⋅HCl) [Lyon J.L., Fleming D.A., Stone M.B. et al. Synthesis of Fe Oxide Core/Au Shell Nanoparticles by Iterative Hydroxylamine Seeding // Nano Lett., 2004. V. 4 (4). P. 719-723] - прототип.

Недостатками известного способа являются относительно невысокий выход покрытых золотом наночастиц магнетита и относительно широкое распределение полученных частиц по размерам.

Раскрытие изобретения

Задача изобретения заключается в разработке способа покрытия наночастиц магнетита слоем золота, лишенного вышеуказанных недостатков, и в расширении арсенала технических средств, которые могут быть использованы в качестве способа покрытия наночастиц магнетита слоем золота.

Технический результат изобретения заключается в увеличении выхода покрытых золотом наночастиц магнетита и получении покрытых золотом наночастиц с более узким распределением по размерам.

Предварительно были проведены эксперименты с различными способами покрытия наночастиц магнетита слоем золота, которые показали, что заявленный технический результат достигается в том случае, если в способе покрытия наночастиц магнетита слоем золота путем последовательного введения в водный раствор наночастиц магнетита водного раствора цитрата натрия, водного раствора золотохлористоводородной кислоты и водного раствора гидрохлорида гидроксиламина, перед введением водного раствора цитрата натрия наночастицы магнетита дополнительно обрабатывают 1-3 молярным (М) водным раствором хлорной кислоты (HClO4) в течение 1- 30 мин.

Предлагаемое техническое решение является новым и не описано в научно-технической литературе.

В предлагаемом способе можно использовать исходный водный коллоидный раствор наночастиц магнетита, в котором его концентрация может варьироваться в широких пределах. При этом исходные наночастицы магнетита могут иметь различный размер, составляющий, например, 5-50 нанометров (нм). Такие наночастицы магнетита могут быть получены различными известными способами, например соосаждением водного раствора хлоридов двух- и трехвалентного железа в присутствии гидроксида натрия.

Предлагаемый способ так же, как и известный способ, выбранный в качестве прототипа, включает последовательное введение в водный раствор наночастиц магнетита трех различных водных растворов.

Вначале водный коллоидный раствор наночастиц магнетита смешивают с водным раствором цитрата натрия (трехзамещенная натриевая соль лимонной кислоты). При этом можно использовать водный раствор цитрата натрия с различной концентрацией, составляющей, например, 5*10(-3)-5*10(-1) M, а цитрат натрия берут в избытке по отношению к наночастицам магнетита, при этом их мольное соотношение может варьироваться в широких пределах, например, 102-104. После смешения реагентов полученную смесь инкубируют в течение различного времени, например, 10-30 мин для замены (ОН-)-ионов на поверхности наночастиц магнетита на цитрат-ионы, после чего разбавляют деионизованной водой в различной пропорции, например в соотношении 1:10.

После этого в вышеописанную смесь реагентов вводят водный раствор золотохлористоводородной кислоты HAuCl4, мольная концентрация которого может варьироваться, например, от 1*10-4 M до 5*10-4 М. При этом мольное соотношение между наночастицами магнетита и золотохлористоводородной кислотой также может варьироваться в широких пределах и составлять, например, 0,1. Следует отметить, что вводить водный раствор HAuCl4 можно как за один прием, так и за несколько приемов путем введения, например, нескольких аликвот. При этом продолжительность выдерживания полученной смеси принципиального значения не имеет и может составлять, например, 15 мин. При этом путем варьирования количества взятого соединения золота можно варьировать толщину золотого покрытия на магнетите.

Затем в полученную смесь реагентов вводят водный раствор восстановителя - гидрохлорида гидроксиламина ΝΗ2ΟH*HCl. При этом концентрация восстановителя принципиального значения не имеет, может варьироваться в широких пределах и составлять, например, доли М.

Экспериментально было установлено, что дополнительная обработка исходных немодифицированных наночастиц магнетита водным раствором HClO4 увеличивает выход покрытых золотом наночастиц магнетита и дает возможность получать покрытые золотом наночастицы магнетита с более узким распределением по размерам. При этом целесообразно использовать 1-3 M водный раствор хлорной кислоты и обработку наночастиц кислотой осуществлять в течение 1-30 мин. Вышеуказанные цифры также были установлены экспериментально. Следует отметить, что обрабатывать водным раствором хлорной кислоты необходимо только исходные немодифицированные наночастицы магнетита, если обработку водным раствором кислоты осуществлять на любой другой стадии получения покрытых золотом наночастиц магнетита, то технический результат изобретения не достигается.

Следует отметить, что обработку исходных наночастиц магнетита хлорной кислотой, затем водным раствором цитрата натрия, водным раствором HAuCl4 и водным раствором гидрохлорида гидроксиламина можно проводить в широком интервале температур, однако из соображения удобства целесообразно проводить эти операции при комнатной температуре.

Покрытые металлическим золотом наночастицы магнетита можно использовать как в виде полученного их коллоидного раствора, так и в чистом виде, путем их отделения от раствора с использование традиционных известных методов, таких как центрифугирование, магнитная декантация, хроматография.

Размеры и полидисперсность полученных частиц можно контролировать с помощью просвечивающей электронной микроскопии. Выход, состав наночастиц и толщину слоя золота можно определять совокупностью методов энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (EDX), рентгеноструктурного анализа и методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ICP MS).

Осуществление изобретения

Преимущества предлагаемого способа подтверждают следующие примеры.

Пример 1

Перед покрытием слоем золота наночастиц магнетита со средним диаметром 9±2 нм, 50 мл раствора исходного немодифицированного магнетита с концентрацией 4*10-2 M подвергают магнитной декантации, затем полученный осадок обрабатывают в течение 5 мин 50 мл 12%-ного (2М) водного раствора HClO4, затем магнетит вновь отделяют от водного раствора магнитной декантацией и диспергируют в 50 мл деионизованной воды, получая исходный коллоидный раствор магнетита с концентрацией 4*10-2 М.

Далее в плоскодонную колбу при перемешивании на магнитной мешалке вносят 0,188 мл исходного коллоидного раствора магнетита и 7,312 мл деионизованной воды, затем к полученному коллоидному раствору добавляют 7,5 мл 0,1 M раствора цитрата натрия (мольное соотношение магнетита и цитрата натрия составляет 10-2) и полученную смесь перемешивают в течение 15 мин для замены ОН- - ионов на поверхности магнетита на цитрат-ионы. Полученный раствор разбавляют в 10 раз путем добавления 135 мл деионизованной воды, получая итоговую концентрацию магнетита в растворе 5*10-5 М и концентрацию цитрата натрия 5*10-3 М.

После этого в полученный раствор вначале вносят 0,625 мл 1% (0,03 М) водного раствора HAuCl4, затем 0,750 мл 0,2 M раствора гидрохлорида гидроксиламина, полученную смесь инкубируют (выдерживают) в течение 15 мин. Затем в полученный раствор вносят 0,5 мл 1%-ного водного раствора HAuCl4 и 0,281 мл 0,2 M раствора гидрохлорида гидроксиламина и полученную смесь выдерживают в течение 15 мин. После этого вносят 0,5 мл 1% водного раствора HAuCl4 и 0,188 мл 0,2 M раствора гидрохлорида гидроксиламина и полученную смесь инкубируют в течение 15 мин. Затем вносят 0,5 мл 1% водного раствора HAuCl4 и 0,188 мл 0,2 M раствора гидрохлорида гидроксиламина и полученную смесь инкубируют в течение 15 мин. После чего вносят 0,5 мл 1% водного раствора HAuCl4 и 0,281 мл 0,2 M раствора гидрохлорида гидроксиламина и полученную смесь выдерживают в течение 15 мин. В конечном растворе концентрация HAuCl4 составляет 5*10-4 M и мольное соотношение магнетита и HAuCl4 равно 0,1.

Полученные покрытые золотом наночастицы магнетита отделяют методом центрифугирования. Получают 6,73 мг модифицированных наночастиц, выход продукта составляет 47,1%.

Методом просвечивающей электронной микроскопии с EDX-спектроскопией определяют состав частиц и распределение частиц по размерам. Средний диаметр покрытых золотом наночастиц магнетита составляет 32 нм со стандартным отклонением от среднего значения 12%. С помощью метода ICP MS было показано, что полученные наночастицы действительно покрыты слоем золота с толщиной оболочки 11±2 нм.

Пример 2

Опыт проводят аналогично примеру 1, однако используют исходный коллоидный водный раствор магнетита с концентрацией 2*10-3 М, в котором немодифицированные наночастицы магнетита имеют средний диаметр 5±1 нм, и частицы обрабатывают 6%-ным (1М) водным раствором хлорной кислоты в течение 30 мин.

Далее в плоскодонную колбу при перемешивании на магнитной мешалке вносят 0,188 мл исходного коллоидного раствора обработанных кислотой наночастиц магнетита и 7,312 мл деионизованной воды, к полученному раствору добавляют 7,5 мл 0,1 M раствора цитрата натрия, полученную смесь перемешивают 30 мин, разбавляют в 10 раз деионизованной водой, получая итоговую концентрацию магнетита в растворе 3*10-6 М и концентрацию цитрата натрия 5*10-3 М.

После этого в полученный раствор вначале вносят 0,625 мл 1%-ного (0,03 М) водного раствора HAuCl4, затем 0,750 мл 0,2 M раствора гидрохлорида гидроксиламина и полученную смесь инкубируют в течение 15 мин. В конечном растворе концентрация HAuCl4 составляет 1*10-4 М, мольное соотношение магнетита и HAuCl4 составляет 0,025.

Получают 0,2 мг покрытых золотом наночастиц магнетита с выходом 46%. Размер модифицированных наночастиц составляет 17 нм со стандартным отклонением от среднего значения 14% (толщина золотой оболочки 6±1 нм).

Пример 3

Опыт проводят аналогично примеру 1, однако используют исходные немодифицированные наночастицы магнетита со средним диаметром 50±4 нм и частицы обрабатывают 18%-ным (3М) водным раствором хлорной кислоты в течение 1 мин.

Далее в плоскодонную колбу при перемешивании на магнитной мешалке вносят 0,188 мл исходного коллоидного раствора обработанных кислотой наночастиц магнетита и 7,312 мл деионизованной воды, к полученному раствору добавляют 7,5 мл 10 M раствора цитрата натрия, полученную смесь перемешивают 10 мин, разбавляют в 10 раз деионизованной водой, получая итоговую концентрацию магнетита в растворе до покрытия 5*10-5 М, концентрацию цитрата натрия 5*10-1 М.

После этого в полученный раствор вначале вносят 2,625 мл 1%-ного (0,03 М) водного раствора HAuCl4, затем 1,69 мл 0,2 M раствора гидрохлорида гидроксиламина, полученную смесь инкубируют в течение 15 мин. В полученном растворе концентрация HAuCl4 составляет 5*10-4 М, мольное соотношение магнетита и HAuCl4 равно 0,1.

Получают 6,34 мг покрытых золотом наночастиц магнетита с выходом 44%. Размер модифицированных наночастиц составляет 72 нм со стандартным отклонением от среднего значения 16% (толщина золотой оболочки 11±2 нм).

Пример 4 (контрольный, по прототипу)

Опыты проводят аналогично примеру 1, однако исходные наночастицы магнетита хлорной кислотой не обрабатывают.

Получают покрытые золотом наночастицы магнетита с выходом 32%. Размер модифицированных наночастиц составляет 34 нм со стандартным отклонением от среднего значения 20%, что свидетельствует о том, что полученные наночастицы имеют более широкое распределение по размерам.

Таким образом, из приведенных примеров видно, что предложенный способ действительно увеличивает выход покрытых золотом наночастиц магнетита в 1,37-1,47 раза и дает возможность получать модифицированные наночастицы с более узким распределением по размерам.

Способ покрытия наночастиц магнетита слоем золота путем последовательного введения в водный раствор наночастиц магнетита водного раствора цитрата натрия, водного раствора золотохлористоводородной кислоты и водного раствора гидрохлорида гидроксиламина, отличающийся тем, что перед введением водного раствора цитрата натрия наночастицы магнетита дополнительно обрабатывают 1-3 молярным водным раствором хлорной кислоты в течение 1-30 минут.
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 16 items.
20.01.2013
№216.012.1b41

Способ снижения внутриглазного давления

Изобретение относится к медицине, в частности к офтальмологии и фармации, и предназначено для снижения внутриглазного давления. Способ включает введение в конъюнктивальную полость специально разработанных препаратов из группы ингибиторов ангиотензинпревращающего фермента. Препарат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472471
Дата охранного документа: 20.01.2013
10.10.2013
№216.012.718f

Наноэмульсия, содержащая биологически активное вещество

Изобретение относится к наноэмульсии в качестве носителя биологически активного вещества, представляющего собой дельта-сон индуцирующий пептид (ДСИП) или растительный экстракт. Наноэмульсия содержит воду, поверхностно-активное вещество (ПАВ), представляющее собой блоксополимер этиленоксида и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494728
Дата охранного документа: 10.10.2013
27.02.2014
№216.012.a5a8

Фармацевтическая композиция для местного применения при лечении воспалительных заболеваний глаз и способ ее использования

Группа изобретений относится к области медицины и химико-фармацевтической промышленности. Группа изобретений относится к фармацевтической композиции, предназначенной для местного применения и содержащей в качестве действующего вещества супероксиддисмутазу в составе наночастиц на основе сшитого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002508123
Дата охранного документа: 27.02.2014
10.08.2014
№216.012.e8fe

Способ управления биохимическими реакциями

Изобретение относится к биохимии и может быть использовано для управления биохимическими реакциями in vitro и in vivo. Управление осуществляется посредством воздействия на магнитную наносуспензию, содержащую биоактивную макромолекулу, прикрепленную непосредственно или через лиганд к...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525439
Дата охранного документа: 10.08.2014
20.08.2014
№216.012.e9ca

Наноразмерный ферментный биокатализатор для детоксификации фосфорорганических соединений in vivo

Изобретение относится к биотехнологии. Предложен ферментный биокатализатор в виде наноразмерных частиц для детоксификации фосфорорганических соединений in vivo. Биокатализатор представляет собой нековалентные полиэлектролитные комплексы. Данные комплексы состоят из полигистидин-содержащего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525658
Дата охранного документа: 20.08.2014
27.02.2015
№216.013.2db6

Способ получения наногибридного функционального сепарационного материала на основе модифицированного носителя и модифицированных наночастиц металла

Изобретение относится к области материаловедения и аналитической химии. Наногибридный функциональный сепарационный материал содержит ковалентно закрепленные на носителе наночастицы золота и ковалентно закрепленные серосодержащие органические лиганды на поверхности наночастиц золота. Изобретение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543170
Дата охранного документа: 27.02.2015
10.04.2015
№216.013.3ee0

Гидролаза пептидогликана, экспрессионная плазмида, содержащая фрагмент днк, кодирующий гидролазу пептидогликана, бактерия-продуцент и способ микробиологического синтеза гидролазы пептидогликана

Группа изобретений относится к биотехнологии, в частности к биосинтезу гидролазы пептидогликана, и представляет собой белок с активностью гидролазы пептидогликана, плазмиду, содержащую фрагмент, кодирующий гидролазу пептидогликана, бактерию-продуцент, способ микробиологического синтеза...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002547584
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.06.2015
№216.013.5153

Наночастицы антиоксидантного фермента супероксиддисмутазы в виде полиэлектролитного комплекса состава фермент-поликатион-полианион и способ их получения

Изобретение относится к химической энзимологии, в частности к созданию наночастиц антиоксидантного фермента супероксиддисмутазы для медицинского применения в виде полиэлектролитного комплекса типа фермент/поликатион/полианион, характеризующихся тем, что фермент покрыт внутренней оболочкой из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002552340
Дата охранного документа: 10.06.2015
10.07.2015
№216.013.5bc1

Наногибридный функциональный сепарационный материал на основе модифицированного носителя и модифицированных наночастиц металла

Изобретение относится к области аналитической химии. Предложен способ получения сепарационного материала, содержащего носитель на основе диоксида кремния и наночастицы золота. Носитель модифицируют кремнийорганическим соединением, содержащим группу -SH или -NH, обрабатывают коллоидным раствором...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002555030
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.03.2016
№216.014.cbb9

Способ лечения заболеваний глаз, сопровождающихся окислительным стрессом

Изобретение относится к медицине, в частности к офтальмологии, и предназначено для лечения заболеваний глаз, сопровождающихся окислительным стрессом. Супероксиддисмутазу вводят в состав кальций-фосфатных биодеградируемых наночастиц, покрытых дисахаридами, с радиусом до 350 нм и в диапазоне...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002577236
Дата охранного документа: 10.03.2016
Showing 1-10 of 203 items.
20.01.2013
№216.012.1b41

Способ снижения внутриглазного давления

Изобретение относится к медицине, в частности к офтальмологии и фармации, и предназначено для снижения внутриглазного давления. Способ включает введение в конъюнктивальную полость специально разработанных препаратов из группы ингибиторов ангиотензинпревращающего фермента. Препарат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472471
Дата охранного документа: 20.01.2013
10.10.2013
№216.012.718f

Наноэмульсия, содержащая биологически активное вещество

Изобретение относится к наноэмульсии в качестве носителя биологически активного вещества, представляющего собой дельта-сон индуцирующий пептид (ДСИП) или растительный экстракт. Наноэмульсия содержит воду, поверхностно-активное вещество (ПАВ), представляющее собой блоксополимер этиленоксида и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494728
Дата охранного документа: 10.10.2013
27.02.2014
№216.012.a5a8

Фармацевтическая композиция для местного применения при лечении воспалительных заболеваний глаз и способ ее использования

Группа изобретений относится к области медицины и химико-фармацевтической промышленности. Группа изобретений относится к фармацевтической композиции, предназначенной для местного применения и содержащей в качестве действующего вещества супероксиддисмутазу в составе наночастиц на основе сшитого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002508123
Дата охранного документа: 27.02.2014
10.08.2014
№216.012.e8fe

Способ управления биохимическими реакциями

Изобретение относится к биохимии и может быть использовано для управления биохимическими реакциями in vitro и in vivo. Управление осуществляется посредством воздействия на магнитную наносуспензию, содержащую биоактивную макромолекулу, прикрепленную непосредственно или через лиганд к...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525439
Дата охранного документа: 10.08.2014
20.08.2014
№216.012.e9ca

Наноразмерный ферментный биокатализатор для детоксификации фосфорорганических соединений in vivo

Изобретение относится к биотехнологии. Предложен ферментный биокатализатор в виде наноразмерных частиц для детоксификации фосфорорганических соединений in vivo. Биокатализатор представляет собой нековалентные полиэлектролитные комплексы. Данные комплексы состоят из полигистидин-содержащего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525658
Дата охранного документа: 20.08.2014
27.02.2015
№216.013.2db6

Способ получения наногибридного функционального сепарационного материала на основе модифицированного носителя и модифицированных наночастиц металла

Изобретение относится к области материаловедения и аналитической химии. Наногибридный функциональный сепарационный материал содержит ковалентно закрепленные на носителе наночастицы золота и ковалентно закрепленные серосодержащие органические лиганды на поверхности наночастиц золота. Изобретение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543170
Дата охранного документа: 27.02.2015
10.04.2015
№216.013.3ee0

Гидролаза пептидогликана, экспрессионная плазмида, содержащая фрагмент днк, кодирующий гидролазу пептидогликана, бактерия-продуцент и способ микробиологического синтеза гидролазы пептидогликана

Группа изобретений относится к биотехнологии, в частности к биосинтезу гидролазы пептидогликана, и представляет собой белок с активностью гидролазы пептидогликана, плазмиду, содержащую фрагмент, кодирующий гидролазу пептидогликана, бактерию-продуцент, способ микробиологического синтеза...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002547584
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.05.2015
№216.013.4a8b

Способ определения следовых компонентов методом лазерно-искровой эмиссионной спектроскопии

Изобретение относится к аналитической атомной спектрометрии и может быть использовано в спектральном анализе для экспрессного способа определения элементного состава вещества. Способ основан на действии двух последовательных коллинеарных лазерных импульсов, направленных в одну точку поверхности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002550590
Дата охранного документа: 10.05.2015
20.05.2015
№216.013.4b9f

Способ синтеза сополимеров акрилонитрила с акриловой кислотой

Изобретение относится к получению сополимеров акрилонитрила, которые широко используются в производстве углеродного волокна. Способ синтеза сополимеров, содержащих мономерные звенья акрилонитрила и акриловой кислоты, включает смешение мономеров в среде растворителя с добавлением инициатора...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002550873
Дата охранного документа: 20.05.2015
10.06.2015
№216.013.5153

Наночастицы антиоксидантного фермента супероксиддисмутазы в виде полиэлектролитного комплекса состава фермент-поликатион-полианион и способ их получения

Изобретение относится к химической энзимологии, в частности к созданию наночастиц антиоксидантного фермента супероксиддисмутазы для медицинского применения в виде полиэлектролитного комплекса типа фермент/поликатион/полианион, характеризующихся тем, что фермент покрыт внутренней оболочкой из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002552340
Дата охранного документа: 10.06.2015
+ добавить свой РИД