143_091-024AP-TW
發佈日期 :
2009-04-29
| 發明專利說明書 | |
| ※申請案號： 091135600 | |
| ※申請日期： 20021209 ※ＩＰＣ分類： Int.Cl.(7) C01G 49/02 |
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| 一、發明名稱： (中文/英文) | |
具水溶性及分散性之氧化鐵奈米粒子及其製造方法(全文下載) Water solube and dispersant iron oxide nanoparticlesand method for producing same
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| 二、申請人： 共 1 人
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| 1 . 姓名或名稱：(中文/英文) 國立成功大學 / NATIONAL CHENG KUNG UNIVERSITY 代 表 人：(中文/英文) / 住居所或營業所地址：(中文/英文) 臺南市東區大學路一號 / 國 籍：(中文/英文) 中華民國 / TW
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| 三、發明人： 共 4 人
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| 1 . 姓名：(中文/英文) 葉晨聖 / YEH, CHEN-SHENG 國 籍：(中文/英文) 中華民國 / TW 2 . 姓名：(中文/英文) 陳毓宏 / CHEN, YU-HUNG 國 籍：(中文/英文) 中華民國 / TW 3 . 姓名：(中文/英文) 李家瑋 / LEE, CHIA-WEI 國 籍：(中文/英文) 中華民國 / TW 4 . 姓名：(中文/英文) 謝達斌 / SHIEH, DAR-BIN 國 籍：(中文/英文) 中華民國 / TW
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四、聲明事項 |
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| □主張專利法第二十二條第二項 □ 第一款或 □ 第二款規定之事實，其事實發生日期為：年 月 日
□申請前已向下列國家(地區)申請專利: 【格式請依:受理國家(地區)、申請日、申請案號、 順序註記】
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| □ 有主張專利法第二十七條第一項國際優先權：
□無主張專利法第二十七條第一項國際優先權： |
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| □ 主張專利法第二十九條第一項國內優先權：
【格式請依:申請日、申請案號、順序註記】
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□ 主張專利法第三十條生物材料： □ 須寄存生物材料者： 國內生物材料【格式請依:寄存機構、日期、號碼、順序註記】 國外生物材料【格式請依:寄存國家、機構、日期、號碼、順序註記】 |
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| □ 不須寄存生物材料者: 所屬技術領域中具有通常知識者易於獲得時，不須寄存。 |
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| 五、中文發明摘要： | |
| 本發明係有關一種均質且具水溶性及分散性特質之氧化鐵奈米粒子及其製造方法，主要係利用有機相之氧化鐵奈米粒子，將其溶於有機酸溶液中進行質子化反應並加入鈉鹽作為覆蓋劑，即可製成水溶性且大小5.8nm±0.5nm之磁性氧化鐵奈米粒子，其可輕易地與硫醇或核糖核酸、胜肽等生物分子結合。 | |
| 六、英文發明摘要： | |
| This invention is related a uniform water solubleand dispersant iron oxide nanoparticles and amethod for producing same. The method comprisesdissolving organic phase iron oxide nanoparticlesin organic acid for protonation process, andadding sodium salt as capping agent, and then theaqueous mathematic nanoparticles with size of 5.8±0.5nm can be obtained. The iron oxidenanoparticles can be easily incorporated withalkanethiols and biomolecules such as nucleic acidand peptide. | |
| 七、指定代表圖： | |
| （一）本案指定代表圖為： 圖二 | |
| （二）本代表圖之元件符號簡單說明：
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| 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式： | |
| 九、發明說明： | |
| 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關一種均質且具水溶性及分散性特質之磁性氧化鐵奈米粒子及其製造方法，其製成之氧化鐵奈米粒子可輕易地與硫醇或核糖核酸、胜等生物分子結合。 【先前技術】 奈米粒子(nano-particle)一般而言係指粒徑範圍從1nm至100nm之間之微細粒子，由於奈米粒子微小之尺寸，表面效應與體積效應使得奈米粒子本身具有許多特殊之性質，例如：極高的表面積與表面能量、不連續的電子能階、特殊光的吸收、單磁區的產生…等特性，因此，奈米粒子在新材料之開發上具有極大的潛力。每個帶磁性之奈米粒子都有一定的磁場定向，但是當粒子變得很小時，其磁場會變得很不穩定，美國喬治亞理工學院的科學成功發現，精確控制磁性奈米粒子之大小及磁性，則可利用此磁性奈米粒子攜帶藥品注射入病人體內，再利用磁力將藥品輸送至身體各部位，藉此協助醫生準確地治療疾病，此外，磁性奈米粒子亦可改善目前的磁共振掃描(magneticresonance imaging)技術，增加影像之解析度以幫助醫生檢查腫瘤細胞等疾病。 奈米粒之製備及應用係屬相當新穎之技術，目前仍有許多未成熟之部分需待研究。主要之目標在於合成高品質之奈米粒子，進一步則開發可量產之技術。此外，由於奈米粒子非常微小，奈米粒子之間常會因為凝聚現象而導致喪失奈米粒子之特性，因此，如何使奈米粒子間均勻分散係為一重要之技術。 奈米粒子包含許多材質，例如：鎳、鐵、銀．．等，目前已知之製造γ-Fe 2 O 3 奈米粒子之方法，係可於有機溶劑相中獲得大小分佈均勻之奈米粒子，或是於水溶液相中形成聚集型粒子，如圖一所示。然而，前述聚集型粒子由於其粒子大小及特性不一致，因此大幅限制其應用範圍。另外，習知技術中雖然可加入高分子或界面活性劑於粒子表面形成保護膜，使得於水溶液中製得較分散之奈米粒子，但往往由於粒子表面受到高分子或界面活性劑分子保護而不易與生物分子結合，作為進一步之應用。此外，習知技術製成水溶性之奈米粒子經連結(crosslink)後或後續程序修飾後之復合結構，其穩定性不佳且易產生沉澱等現象而影響其應用性。然而，絕大部分之生物分子皆為水溶性物質，倘若要將奈米粒子運用於生醫領域中，製備具水溶性且均勻分散性之奈米粒子之技術將是非常重要之環節。 【發明內容】一、發明概述 有鑑於習知製造水溶性之氧化鐵奈米粒子之各種弊端及限制，本發明之目的係提供一種均質且具水溶性及分散性特質之氧化鐵奈米粒子之製造方法，係可輕易地與硫醇或核糖核酸、胜等生物分子結合以應用至生醫領域。 本發明之主要目的係提供一種水溶性氧化鐵奈米粒子之製造方法，包含下列步驟：取得可溶於有機相之氧化鐵奈米粒子；將前述氧化鐵奈米粒子溶於有機酸之溶液中以進行質子化反應；加入鈉鹽作為覆蓋劑，該係選自下列群組：鈉鹽檸檬酸三鈉鹽(trisodium citrate)、丙酸鈉(sodium propionate)、乳酸鈉(sodium lactate)及草酸鈉(sodium oxalate)；最後即可製得水溶性之氧化鐵奈米粒子，前述反應程序係於15~35℃下反應。 前述之有機酸溶液例如：醋酸。 本發明之另一目的係提供一種氧化鐵奈米粒子，其特徵為：具有水溶性及分散性，且粒子大小為5.8nm±0.5nm 。 本發明製得之氧化鐵奈米粒子較佳係為γ-Fe 2 O 3 （磁赤鐵礦）。 本發明之方法係可克服現有技術之缺點，製造出分佈均勻、可溶於水但並未添加任何高分子及界面活性劑之氧化鐵奈米粒子。 二、發明之詳細說明 本發明之水溶性氧化鐵奈米粒子之製造方法，如圖二所示，至少包含下列步驟：首先，取得可溶於有機相之氧化鐵奈米粒子；將其溶於有機酸溶液中（例如：醋酸）以進行質子化反應，之後加入鈉鹽作為覆蓋劑，即可製得均質且具水溶性及分散性之氧化鐵奈米粒子。因此，無論使用何種習知之製造可溶於有機相中之氧化鐵奈米粒子，皆可藉由本發明之方法將之轉變為均質且具水溶性及分散性之氧化鐵奈米粒子，以克服習知技術製得之水溶性氧化鐵奈米粒子溶於水中時，溶液聚集沉澱等缺點。 【實施方式】 以下係揭露本發明之製備均質且具水溶性及分散性特質之氧化鐵奈米粒子之方法之最佳實施例。 有機相之氧化鐵奈米粒子之製備：有機相之氧化鐵奈米粒子之製備係可參考文獻之方法(J.Am.Chem.Soc.123,12798-12801,2001)。首先，將五羰基化鐵(Fe(CO) 5 )、辛醚及油酸混合後加熱至100℃持續一小時，之後冷卻至室溫，接下來，加入(CH 3 ) 3 NO後，先以130℃加熱兩小時，再以300℃加熱一小時後冷卻至室溫，之後，加入乙醇使溶於有機相之γ-Fe 2 O 3 奈米粒子沉澱出，如此，即可獲得可溶於有機相之γ-Fe 2 O 3 奈米粒子。 本發明之水溶性之氧化鐵奈米粒子之製備：於15~35℃環境下，將前述製得之非水溶性γ-Fe 2 O 3 溶於80~100%醋酸（較佳為99.8%）中以進行質子化反應，之後加入10~50mM（較佳為38.8mM）檸檬酸三鈉鹽(trisodiumcitrate)作為覆蓋劑，最後利用離心或磁吸附方式將γ-Fe 2 O 3 奈米粒子回收，即可製得水溶性之γ-Fe 2 O 3 奈米粒子。 實驗結果：為了證明本發明製得之γ-Fe 2 O 3 奈米粒子為水溶性且可均勻分散，首先係將製得之γ-Fe 2 O 3 奈米粒子溶於有機溶劑中（辛醚），結果產生不互溶之兩相；另外，亦將γ-Fe 2 O 3 奈米粒子溶於水溶液中，並觀察其於水溶液中之狀態，如圖三所示，證實經本發明之製造方法製得之γ-Fe 2 O 3 奈米粒子可以均勻分散於水溶液中。本發明之方法製得之γ-Fe 2 O 3 奈米粒子大小為5.8nm±0.5nm。 雖然本發明之較佳實施例以揭露於上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，皆可作各種變化，因此本發明之保護範圍係由後述之申請專利範圍所界定。 [發明之功效] 本發明所提供之一種均質且具水溶性及分散性特質之氧化鐵奈米粒子之製造方法，相較於習知只能製得均勻分散於有機溶劑或是雖可溶於水中但卻容易發生聚集沉澱等現象，有相當之突破且具有進步性，因此，使用本發明之方法製成之磁性氧化鐵奈米粒子，可有利於未來應用於生化醫學，例如：藥物標定上、與生物分子之結合…等領域，增進人類社會福祉。 圖式簡單說明 圖一係習知方法製得之水溶性γ-Fe 2 O 3 奈米粒子之穿透式電子顯微鏡(TEM, transmission electronmicrograph)圖。 圖二係顯示本發明之一種均質且具水溶性及分散性之γ-Fe 2 O 3 奈米粒子之製造流程圖。 圖三係根據本發明之製造方法製得之均質且具水溶性及分散性之γ-Fe 2 O 3 奈米粒子之穿透式電子顯微鏡圖。
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| 十、申請專利範圍： | |
| 1.一種水溶性氧化鐵奈米粒子之製造方法，包含下列步驟：取得可溶於有機相之氧化鐵奈米粒子；將前述氧化鐵奈米粒子溶於80~100%之醋酸溶液中以進行質子化反應；加入鈉鹽作為覆蓋劑，該鈉鹽係選自下列群組：檸檬酸三鈉鹽(trisodium citrate)、丙酸鈉(sodiumpropionate)、乳酸鈉(sodium lactate)及草酸鈉(sodium oxalate)；及製得水溶性之氧化鐵奈米粒子；前述之反應過程係於15~35℃下進行。 2.如申請專利範圍第1項所述之氧化鐵奈米粒子之製造方法，其製得之氧化鐵奈米粒子可為γ-Fe 2 O 3 奈米粒子。 3.如申請專利範圍第1項所述之氧化鐵奈米粒子之製造方法，其中前述之氧化鐵奈米粒子之大小為5.8nm±0.5nm。 4.如申請專利範圍第1項所述之氧化鐵奈米粒子之製造方法，其中前述之鈉鹽係為檸檬酸三鈉鹽(trisodiumcitrate)。 5.一種氧化鐵奈米粒子，其特徵為具有水溶性及分散性，且粒子大小為5.8nm±0.5nm。 6.如申請專利範圍第4項所述之氧化鐵奈米粒子，其中前述氧化鐵奈米粒子可為γ-Fe 2 O 3 奈米粒子。 |
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| 十一、圖式： | |
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