一种硼酸PEG修饰的磁性石墨烯纳米复合纳米材料的制备方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201610883724.4

申请日:

20161010

公开号:

CN107789636A

公开日:

20180313

当前法律状态:

有效性:

审查中

法律详情:

IPC分类号:

A61K49/22,A61K49/18,A61K49/08,B82Y15/00,B82Y5/00

主分类号:

A61K49/22,A61K49/18,A61K49/08,B82Y15/00,B82Y5/00

申请人:

湖南大学

发明人:

陈卓,李云洁,谭蔚泓

地址:

410082 湖南省长沙市岳麓区麓山南路2号

优先权:

CN201610883724A

专利代理机构:

长沙正奇专利事务所有限责任公司

代理人:

马强;周栋

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内容摘要

本发明公开了一种硼酸PEG修饰的磁性石墨烯纳米复合纳米材料的制备方法。本方法制备的硼酸PEG修饰的磁性石墨烯纳米复合纳米材料在检测幽门螺杆菌时靶向效率高,不会被胃酸腐蚀,同时又能达到很好的核磁造影效果。在临床中诊断幽门螺旋杆菌具有重要的意义。

权利要求书

1.一种硼酸PEG修饰的磁性石墨烯纳米复合纳米材料的制备方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:(1)将0.25—0.35mmol二环己基碳二亚胺溶于10—20mL四氢呋喃中,得溶液A;将0.15—0.25mmolC—PEG—NH和0.15—0.25mmol4—羧基苯硼酸溶于20—30mL四氢呋喃中,在冰浴下以650—750r/min速度搅拌,然后逐滴加入溶液A,待溶液A完全加入进去后,搅拌反应过夜,得反应液B;将溶液B旋干后溶于0.5—1mLCHOH,并加入填充色谱柱中,用洗脱液洗脱,所述洗脱液中CHCl与CHOH的体积比为(100—50):1;4-羧基苯硼酸的羧基反应生成酰胺键,羟基被氨基取代,由于电负性的变小,该部分极性变小,即收集液相色谱中较早的溶液C;将溶液C旋干后溶于1mLCHOH中,得溶液D;(2)将0.14—0.145g的Fe(NO)·9HO和0.100—0.105g的Co(NO)·6HO加入15—20mL甲醇中超声1—2h,得溶液E;将0.8—1.0g的SiO加入75—80mL甲醇中超声处理1—2h,得溶液F;混合溶液E和溶液F后再进行超声处理1—2h,除去甲醇溶液,将得到的混合物于50—60℃条件下烘干;(3)将步骤(2)所得的混合物研磨成粉末,然后将粉末于CH流量为150cm/mL的气流下灼烧3—7min,灼烧温度780—820℃,冷却后与HF、乙醇和水组成的混合溶液混合,离心,分离离心液后得到石墨烯包覆的铁钴磁性复合纳米颗粒;其中,所述HF、乙醇和水混合溶液中HF、乙醇和水的体积比为(0.8—1):(2—2.5):1;所述粉末与HF、乙醇和水混合溶液的质量体积比为(1.25—1.35):(6—8),所述质量体积比中质量单位为g,体积单位为mL;将石墨烯包覆的铁钴磁性复合纳米颗粒用水反复洗涤至中性。 2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(2)中所述超声波处理是指在170—190w条件下超声处理。 3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括如下步骤:将步骤(3)收集的磁性石墨烯复合纳米颗粒、溶液D、浓度为15—20mg/mL的C—PEG水溶液按质量体积比(2.8—3.2):(0.02—0.03):3混合,所述质量体积比中质量单位为mg,体积单位为mL,并在190—210w条件下超声处理2—4h,至颗粒完全溶解,即得硼酸修饰的磁性石墨烯复合纳米材料溶液。 4.如权利要求1至3任一项方法所制备的硼酸PEG修饰的磁性石墨烯纳米复合纳米材料在制备检测幽门螺旋杆菌试剂中的应用。

说明书

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域,具体涉及一种硼酸修饰的磁性石墨烯复合纳米材料的制备方法。

背景技术

纳米材料由于其潜在的生物医学应用受到人们广泛的关注。核磁共振成像(MRI)主要是利用造影剂在磁场的作用下的与周围质子环境的交换速度产生区别于未注射造影剂区域的核磁信号,对人体的体内构造进行绘制的一种成像方式。它可以达到微米级的穿透深度,因而在临床上具有明显的优势。磁性石墨烯复合那么材料(以下简称“MGN”纳米材料)是一种无机纳米材料,并且研究了其在超酸的胃部环境中的成像以及靶向检测幽门螺旋杆菌的应用。由于石墨烯的包覆,从而增强了其在酸性环境中的稳定性。合成的硼酸PEG(以下简称B—PEG),可以通过疏水作用吸附到MGN表面,使纳米材料可以靶向到幽门螺旋杆菌,同时又不会被胃部的酸性环境所腐蚀,从而达到造影的效果。而临床上常用的造影剂Gd3+、SPIONs等均无法达到较好的抗酸性效果。MGN@B—PEG纳米材料也有一定的拉曼信号,可以作为另外一种成像方式。又由于石墨烯与一些药物有π—π堆积作用,如阿霉素,可用于药物的运输及化疗治疗。

目前检测幽门螺旋杆菌所用的方法有两种,一种为侵入式的胃镜检测,其缺点是侵入式的方法给病人带来痛苦,一些小的病灶也容易被忽略,另外一种是非入侵式的呼气试验等,该方法使用的同位素会对人体造成伤害,以及特异性识别幽门螺旋杆菌的能力较差。本发明所用的方法,排除了以上缺点,其操作简单,无创伤,特异性好,同时硼酸基团靶向细菌具有普遍性,又可以靶向细胞等。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足,提供一种无创的、抗酸性强、造影效果好的硼酸PEG修饰的磁性石墨烯复合纳米材料用于活体检测幽门螺旋杆菌的新技术。

为了达到上述目的,本发明提供的技术方案为:

所述硼酸PEG修饰的磁性石墨烯纳米复合纳米材料的制备方法包括如下步骤:

(1)将0.25—0.35mmol二环己基碳二亚胺(DCC)溶于10—20mL四氢呋喃(THF)中,得溶液A;将0.15—0.25mmol C18—PEG12—NH2和0.15—0.25mmol 4—羧基苯硼酸溶于20—30mL四氢呋喃中,在冰浴下以650—750r/min速度搅拌,然后逐滴加入溶液A,待溶液A完全加入进去后,搅拌反应过夜,得反应液B;将溶液B旋干后溶于0.5—1mLCH3OH,并加入填充色谱柱中,用洗脱液洗脱,所述洗脱液中CH2Cl2与CH3OH的体积比为(100—50):1。4-羧基苯硼酸的羧基反应生成酰胺键,羟基被氨基取代,由于电负性的变小,该部分极性变小,即收集液相色谱中较早的流出液C;将溶液C旋干后溶于1mLCH3OH中,得溶液D;

(2)将0.14—0.145g的Fe(NO)3·9H2O和0.100—0.105g的Co(NO)3·6H2O加入15—20mL甲醇中超声1—2h,得溶液E;将0.8—1.0g的SiO2加入75—80mL甲醇中超声处理1—2h,得溶液F;混合溶液E和溶液F后再进行超声处理1—2h,除去甲醇溶液,将得到的混合物于50—60℃条件下烘干;

(3)将步骤(2)所得的混合物研磨成粉末,然后将粉末于CH4流量为150cm2/mL的气流下灼烧3—7min,优选5min,灼烧温度780—820℃,优选800℃,冷却后与HF、乙醇和水组成的混合溶液混合,离心,分离离心液后得到石墨烯包覆的铁钴磁性复合纳米颗粒;其中,所述HF、乙醇和水混合溶液中HF、乙醇和水的体积比为(0.8—1):(2—2.5):1;所述粉末与HF、乙醇和水混合溶液的质量体积比为(1.25—1.35):(6—8),所述质量体积比中质量单位为g,体积单位为mL;将石墨烯包覆的铁钴磁性复合纳米颗粒用水反复洗涤至中性。

其中,步骤(2)中所述超声波处理是指在170—190w条件下超声处理。

优选地,本发明所述方法还包括如下步骤:

将步骤(3)收集的磁性石墨烯复合纳米颗粒、溶液D、浓度为15—20mg/mL的C18—PEG水溶液按质量体积比(2.8—3.2):(0.02—0.03):3混合,所述质量体积比中质量单位为mg,体积单位为mL,并在190—210w条件下超声处理2—4h,至颗粒完全溶解,即得硼酸修饰的磁性石墨烯复合纳米材料溶液。

本发明所述方法制备的硼酸修饰的磁性石墨烯复合纳米材料可用于检测幽门螺旋杆菌,或制备成检测幽门螺旋杆菌的试剂。

与现有技术相比,本发明的有益效果为:

本发明制备方法简单,成本低,抗酸性强,特异性好,毒性小,检测方法无创伤。制备出的MGN纳米颗粒均一性好,可以稳定存在于酸性环境中。硼酸基团的修饰使其的制备变得有意义。MGN纳米材料是一种无机纳米材料,并且研究了其在生物成像和疾病监测方面的应用。由于石墨烯的包覆,可以在酸性环境中稳定存在。MGN也可以利用其拉曼信号进行拉曼成像。同时,该技术最大的优点是,采用非侵入式、对人体电离辐射小的核磁共振成像方法达到较好的检测效果。

附图说明

图1为本发明制备的MGN纳米颗粒的高分辨透射电镜图(a);拉曼表征图(b);T2弛豫时间工作曲线图(c);细胞毒性图(d);

图2为本发明制备的硼酸PEG的原理图(a);B—PEG吸附到颗粒MGN上的荧光吸收图(b);吸附证明的拉曼图(c);

图3为本发明MGN@B—PEG靶向幽门螺旋杆菌示意图(a);MGN@B—PEG靶向幽门螺旋杆菌的拉曼图(b);MGN@B—PEG靶向幽门螺旋杆菌的核磁共振成像图(c)以及量化图(d);

图4为本发明MGN@B—PEG在活体靶向幽门螺旋杆菌的核磁共振成像图(a);活体解剖之后的胃部组织的拉曼成像图(b)。

具体实施方式

实施例1

硼酸PEG修饰磁性石墨烯纳米材料的制备方法包括如下步骤:

(1)将0.25—0.35mmol二环己基碳二亚胺(DCC)溶于10—20mL四氢呋喃(THF)中,得溶液A;将0.15—0.25mmol C18—PEG12—NH2和0.15—0.25mmol 4—羧基苯硼酸溶于另一份20—30mL THF中,在冰浴下以650—750r/min速度搅拌,然后逐滴加入溶液A,待溶液A完全加入进去后,搅拌反应过夜,得反应液B。将溶液B,旋干溶于0.5—1mLCH3OH,并加入用CH2Cl2:CH3OH为100—50:1的洗脱液的填充色谱柱中。收集极性较小部分C,即为所需产物。将溶液C旋干,溶于1mL CH3OH中,得溶液D。

(2)将0.14—0.145g的Fe(NO)3·9H2O,0.100—0.105g的Co(NO)3·6H2O加入15—20mL甲醇中超声1—2h,得溶液E;将0.8—1.0g的SiO2加入另一份75—80mL甲醇中超声处理1—2h,得溶液F。混合溶液E和溶液F后在进行超声处理1—2h,除去甲醇溶液,将得到的混合物于50—60℃条件下烘干。步骤(2)中所述超声波处理是指在170—190w条件下超声处理。

(3)将步骤(2)所得的混合研磨成粉末,然后于CH4流量为150cm2/mL的气流下灼烧5min,灼烧温度800℃,冷却后与HF、乙醇和水组成的混合溶液混合,离心,分离离心液后得到石墨烯包覆的铁钴磁性复合纳米颗粒;其中,所述HF、乙醇和水混合溶液中HF、乙醇和水的体积比例为0.8—1:2—2.5:1,;所述粉末与HF、乙醇和水混合溶液的体积比为1.25—1.35:6—8,质量单位为g,体积单位为mL。并将纳米材料用水反复洗涤至中性。

实施例2

硼酸PEG修饰磁性石墨烯纳米材料的制备方法包括如下步骤:

(1)将0.25—0.35mmol二环己基碳二亚胺(DCC)溶于10—20mL四氢呋喃(THF)中,得溶液A;将0.15—0.25mmol C18—PEG12—NH2和0.15—0.25mmol 4—羧基苯硼酸溶于另一份20—30mL THF中,在冰浴下以650—750r/min速度搅拌,然后逐滴加入溶液A,待溶液A完全加入进去后,搅拌反应过夜,得反应液B。将溶液B,旋干溶于0.5—1mLCH3OH,并加入用CH2Cl2:CH3OH为100—50:1的洗脱液的填充色谱柱中。收集极性较小部分C,即为所需产物。将溶液C旋干,溶于1mL CH3OH中,得溶液D。

(2)将0.14—0.145g的Fe(NO)3·9H2O,0.100—0.105g的Co(NO)3·6H2O加入15—20mL甲醇中超声1—2h,得溶液E;将0.8—1.0g的SiO2加入另一份75—80mL甲醇中超声处理1—2h,得溶液F。混合溶液E和溶液F后在进行超声处理1—2h,除去甲醇溶液,将得到的混合物于50—60℃条件下烘干。步骤(2)中所述超声波处理是指在170—190w条件下超声处理。

(3)将步骤(2)所得的混合研磨成粉末,然后于CH4流量为150cm2/mL的气流下灼烧5min,灼烧温度800℃,冷却后与HF、乙醇和水组成的混合溶液混合,离心,分离离心液后得到石墨烯包覆的铁钴磁性复合纳米颗粒;其中,所述HF、乙醇和水混合溶液中HF、乙醇和水的体积比例为0.8—1:2—2.5:1,;所述粉末与HF、乙醇和水混合溶液的体积比为1.25—1.35:6—8,质量单位为g,体积单位为mL。并将纳米材料用水反复洗涤至中性。

(4)将步骤(3)收集的磁性石墨烯复合纳米颗粒、溶液D、浓度为15—20mg/mL的C18—PEG水溶液按质量体积比(2.8—3.2):(0.02—0.03):3混合,所述质量体积比中质量单位为mg,体积单位为mL,并在190—210w条件下超声处理2—4h,至颗粒完全溶解,即得硼酸修饰的磁性石墨烯复合纳米材料溶液。

将幽门螺旋杆菌和硼酸修饰的磁性石墨烯纳米颗粒在37℃摇床中,以100–150r/min的速度震荡30min,之后用2000–2500r/min速度离心,收集下层沉淀,进行拉曼分析和核磁成像分析。结合图1至图4所示的实验结果可知,此发明所合成的硼酸PEG修饰的磁性石墨烯复合纳米材料在活体检测幽门螺旋杆菌具有以下优点:1、其操作简单、尺寸可控,特异性好;2、MGN具有石墨烯的外壳具有较好的抗酸性,在超酸性的胃环境不会被腐蚀,从而维持较好的核磁信号。3、MGN作为一种优秀的核磁造影剂,非侵入式的操作方式,减轻病人的痛苦和排斥反应;4、其本身也具有独特的拉曼散射性质,可以用拉曼成像的方法对幽门螺旋杆菌进行诊断。

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201610883724.4 (22)申请日 2016.10.10 (71)申请人 湖南大学 地址 410082 湖南省长沙市岳麓区麓山南 路2号 (72)发明人 陈卓 李云洁 谭蔚泓 (74)专利代理机构 长沙正奇专利事务所有限责 任公司 43113 代理人 马强 周栋 (51)Int.Cl. A61K 49/22(2006.01) A61K 49/18(2006.01) A61K 49/08(2006.01) B82Y 15/00(2011.01) B82Y 5/00(201。

2、1.01) (54)发明名称 一种硼酸PEG修饰的磁性石墨烯纳米复合纳 米材料的制备方法 (57)摘要 本发明公开了一种硼酸PEG修饰的磁性石墨 烯纳米复合纳米材料的制备方法。 本方法制备的 硼酸PEG修饰的磁性石墨烯纳米复合纳米材料在 检测幽门螺杆菌时靶向效率高, 不会被胃酸腐 蚀, 同时又能达到很好的核磁造影效果。 在临床 中诊断幽门螺旋杆菌具有重要的意义。 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 CN 107789636 A 2018.03.13 CN 107789636 A 1.一种硼酸PEG修饰的磁性石墨烯纳米复合纳米材料的制备方法, 其特征在于, 所述方 法包括如下步骤: (1)将0。

3、.250.35mmol二环己基碳二亚胺溶于1020mL四氢呋喃中, 得溶液A; 将 0.150.25mmol C18PEG12NH2和0.150.25mmol 4羧基苯硼酸溶于2030mL四氢呋 喃中, 在冰浴下以650750r/min速度搅拌, 然后逐滴加入溶液A, 待溶液A完全加入进去后, 搅拌反应过夜, 得反应液B; 将溶液B旋干后溶于0.51mL CH3OH, 并加入填充色谱柱中, 用 洗脱液洗脱, 所述洗脱液中CH2Cl2与CH3OH的体积比为(10050):1; 4-羧基苯硼酸的羧基反 应生成酰胺键, 羟基被氨基取代, 由于电负性的变小, 该部分极性变小, 即收集液相色谱中 较早的。

4、溶液C; 将溶液C旋干后溶于1mL CH3OH中, 得溶液D; (2)将0.140.145g的Fe(NO)39H2O和0.1000.105g的Co(NO)36H2O加入1520mL 甲醇中超声12h, 得溶液E; 将0.81.0g的SiO2加入7580mL甲醇中超声处理12h, 得溶 液F; 混合溶液E和溶液F后再进行超声处理12h, 除去甲醇溶液, 将得到的混合物于5060 条件下烘干; (3)将步骤(2)所得的混合物研磨成粉末, 然后将粉末于CH4流量为150cm2/mL的气流下 灼烧37min, 灼烧温度780820, 冷却后与HF、 乙醇和水组成的混合溶液混合, 离心, 分 离离心液后。

5、得到石墨烯包覆的铁钴磁性复合纳米颗粒; 其中, 所述HF、 乙醇和水混合溶液中 HF、 乙醇和水的体积比为(0.81):(22.5):1; 所述粉末与HF、 乙醇和水混合溶液的质量 体积比为(1.251.35):(68), 所述质量体积比中质量单位为g, 体积单位为mL; 将石墨烯 包覆的铁钴磁性复合纳米颗粒用水反复洗涤至中性。 2.如权利要求1所述的方法, 其特征在于, 步骤(2)中所述超声波处理是指在170190w 条件下超声处理。 3.如权利要求1所述的方法, 其特征在于, 所述方法还包括如下步骤: 将步骤(3)收集的磁性石墨烯复合纳米颗粒、 溶液D、 浓度为1520mg/mL的C18P。

6、EG水 溶液按质量体积比(2.83.2):(0.020.03): 3混合, 所述质量体积比中质量单位为mg, 体 积单位为mL, 并在190210w条件下超声处理24h, 至颗粒完全溶解, 即得硼酸修饰的磁性 石墨烯复合纳米材料溶液。 4.如权利要求1至3任一项方法所制备的硼酸PEG修饰的磁性石墨烯纳米复合纳米材料 在制备检测幽门螺旋杆菌试剂中的应用。 权 利 要 求 书 1/1 页 2 CN 107789636 A 2 一种硼酸PEG修饰的磁性石墨烯纳米复合纳米材料的制备 方法 技术领域 0001 本发明属于纳米材料技术领域, 具体涉及一种硼酸修饰的磁性石墨烯复合纳米材 料的制备方法。 背景。

7、技术 0002 纳米材料由于其潜在的生物医学应用受到人们广泛的关注。 核磁共振成像(MRI) 主要是利用造影剂在磁场的作用下的与周围质子环境的交换速度产生区别于未注射造影 剂区域的核磁信号, 对人体的体内构造进行绘制的一种成像方式。 它可以达到微米级的穿 透深度, 因而在临床上具有明显的优势。 磁性石墨烯复合那么材料(以下简称 “MGN” 纳米材 料)是一种无机纳米材料, 并且研究了其在超酸的胃部环境中的成像以及靶向检测幽门螺 旋杆菌的应用。 由于石墨烯的包覆, 从而增强了其在酸性环境中的稳定性。 合成的硼酸PEG (以下简称BPEG), 可以通过疏水作用吸附到MGN表面, 使纳米材料可以靶向。

8、到幽门螺旋杆 菌, 同时又不会被胃部的酸性环境所腐蚀, 从而达到造影的效果。 而临床上常用的造影剂 Gd3+、 SPIONs等均无法达到较好的抗酸性效果。 MGNBPEG纳米材料也有一定的拉曼信号, 可以作为另外一种成像方式。 又由于石墨烯与一些药物有 堆积作用, 如阿霉素, 可用于 药物的运输及化疗治疗。 0003 目前检测幽门螺旋杆菌所用的方法有两种, 一种为侵入式的胃镜检测, 其缺点是 侵入式的方法给病人带来痛苦, 一些小的病灶也容易被忽略, 另外一种是非入侵式的呼气 试验等, 该方法使用的同位素会对人体造成伤害, 以及特异性识别幽门螺旋杆菌的能力较 差。 本发明所用的方法, 排除了以上。

9、缺点, 其操作简单, 无创伤, 特异性好, 同时硼酸基团靶 向细菌具有普遍性, 又可以靶向细胞等。 发明内容 0004 本发明旨在克服现有技术的不足, 提供一种无创的、 抗酸性强、 造影效果好的硼酸 PEG修饰的磁性石墨烯复合纳米材料用于活体检测幽门螺旋杆菌的新技术。 0005 为了达到上述目的, 本发明提供的技术方案为: 0006 所述硼酸PEG修饰的磁性石墨烯纳米复合纳米材料的制备方法包括如下步骤: 0007 (1)将0.250.35mmol二环己基碳二亚胺(DCC)溶于1020mL四氢呋喃(THF)中, 得溶液A; 将0.150.25mmol C18PEG12NH2和0.150.25mm。

10、ol 4羧基苯硼酸溶于20 30mL四氢呋喃中, 在冰浴下以650750r/min速度搅拌, 然后逐滴加入溶液A, 待溶液A完全 加入进去后, 搅拌反应过夜, 得反应液B; 将溶液B旋干后溶于0.51mLCH3OH, 并加入填充色 谱柱中, 用洗脱液洗脱, 所述洗脱液中CH2Cl2与CH3OH的体积比为(10050):1。 4-羧基苯硼 酸的羧基反应生成酰胺键, 羟基被氨基取代, 由于电负性的变小, 该部分极性变小, 即收集 液相色谱中较早的流出液C; 将溶液C旋干后溶于1mLCH3OH中, 得溶液D; 0008 (2)将0.140.145g的Fe(NO)39H2O和0.1000.105g的C。

11、o(NO)36H2O加入15 说 明 书 1/4 页 3 CN 107789636 A 3 20mL甲醇中超声12h, 得溶液E; 将0.81.0g的SiO2加入7580mL甲醇中超声处理12h, 得溶液F; 混合溶液E和溶液F后再进行超声处理12h, 除去甲醇溶液, 将得到的混合物于 5060条件下烘干; 0009 (3)将步骤(2)所得的混合物研磨成粉末, 然后将粉末于CH4流量为150cm2/mL的气 流下灼烧37min, 优选5min, 灼烧温度780820, 优选800, 冷却后与HF、 乙醇和水组成 的混合溶液混合, 离心, 分离离心液后得到石墨烯包覆的铁钴磁性复合纳米颗粒; 其中。

12、, 所 述HF、 乙醇和水混合溶液中HF、 乙醇和水的体积比为(0.81):(22.5):1; 所述粉末与HF、 乙醇和水混合溶液的质量体积比为(1.251.35):(68), 所述质量体积比中质量单位为 g, 体积单位为mL; 将石墨烯包覆的铁钴磁性复合纳米颗粒用水反复洗涤至中性。 0010 其中, 步骤(2)中所述超声波处理是指在170190w条件下超声处理。 0011 优选地, 本发明所述方法还包括如下步骤: 0012 将步骤(3)收集的磁性石墨烯复合纳米颗粒、 溶液D、 浓度为1520mg/mL的C18 PEG水溶液按质量体积比(2.83.2):(0.020.03): 3混合, 所述质。

13、量体积比中质量单位为 mg, 体积单位为mL, 并在190210w条件下超声处理24h, 至颗粒完全溶解, 即得硼酸修饰 的磁性石墨烯复合纳米材料溶液。 0013 本发明所述方法制备的硼酸修饰的磁性石墨烯复合纳米材料可用于检测幽门螺 旋杆菌, 或制备成检测幽门螺旋杆菌的试剂。 0014 与现有技术相比, 本发明的有益效果为: 0015 本发明制备方法简单, 成本低, 抗酸性强, 特异性好, 毒性小, 检测方法无创伤。 制 备出的MGN纳米颗粒均一性好, 可以稳定存在于酸性环境中。 硼酸基团的修饰使其的制备变 得有意义。 MGN纳米材料是一种无机纳米材料, 并且研究了其在生物成像和疾病监测方面的。

14、 应用。 由于石墨烯的包覆, 可以在酸性环境中稳定存在。 MGN也可以利用其拉曼信号进行拉 曼成像。 同时, 该技术最大的优点是, 采用非侵入式、 对人体电离辐射小的核磁共振成像方 法达到较好的检测效果。 附图说明 0016 图1为本发明制备的MGN纳米颗粒的高分辨透射电镜图(a); 拉曼表征图(b); T2弛 豫时间工作曲线图(c); 细胞毒性图(d); 0017 图2为本发明制备的硼酸PEG的原理图(a); BPEG吸附到颗粒MGN上的荧光吸收图 (b); 吸附证明的拉曼图(c); 0018 图3为本发明MGNBPEG靶向幽门螺旋杆菌示意图(a); MGNBPEG靶向幽门螺旋 杆菌的拉曼图。

15、(b); MGNBPEG靶向幽门螺旋杆菌的核磁共振成像图(c)以及量化图(d); 0019 图4为本发明MGNBPEG在活体靶向幽门螺旋杆菌的核磁共振成像图(a); 活体解 剖之后的胃部组织的拉曼成像图(b)。 具体实施方式 0020 实施例1 0021 硼酸PEG修饰磁性石墨烯纳米材料的制备方法包括如下步骤: 0022 (1)将0.250.35mmol二环己基碳二亚胺(DCC)溶于1020mL四氢呋喃(THF)中, 说 明 书 2/4 页 4 CN 107789636 A 4 得溶液A; 将0.150.25mmol C18PEG12NH2和0.150.25mmol 4羧基苯硼酸溶于另一 份2。

16、030mL THF中, 在冰浴下以650750r/min速度搅拌, 然后逐滴加入溶液A, 待溶液A完 全加入进去后, 搅拌反应过夜, 得反应液B。 将溶液B, 旋干溶于0.51mLCH3OH, 并加入用 CH2Cl2: CH3OH为10050:1的洗脱液的填充色谱柱中。 收集极性较小部分C, 即为所需产物。 将溶液C旋干, 溶于1mL CH3OH中, 得溶液D。 0023 (2)将0.140.145g的Fe(NO)39H2O, 0.1000.105g的Co(NO)36H2O加入15 20mL甲醇中超声12h, 得溶液E; 将0.81.0g的SiO2加入另一份7580mL甲醇中超声处理 12h,。

17、 得溶液F。 混合溶液E和溶液F后在进行超声处理12h, 除去甲醇溶液, 将得到的混合 物于5060条件下烘干。 步骤(2)中所述超声波处理是指在170190w条件下超声处理。 0024 (3)将步骤(2)所得的混合研磨成粉末, 然后于CH4流量为150cm2/mL的气流下灼烧 5min,灼烧温度800, 冷却后与HF、 乙醇和水组成的混合溶液混合, 离心, 分离离心液后得 到石墨烯包覆的铁钴磁性复合纳米颗粒; 其中, 所述HF、 乙醇和水混合溶液中HF、 乙醇和水 的体积比例为0.81:22.5:1, ; 所述粉末与HF、 乙醇和水混合溶液的体积比为1.25 1.35:68, 质量单位为g,。

18、 体积单位为mL。 并将纳米材料用水反复洗涤至中性。 0025 实施例2 0026 硼酸PEG修饰磁性石墨烯纳米材料的制备方法包括如下步骤: 0027 (1)将0.250.35mmol二环己基碳二亚胺(DCC)溶于1020mL四氢呋喃(THF)中, 得溶液A; 将0.150.25mmol C18PEG12NH2和0.150.25mmol 4羧基苯硼酸溶于另一 份2030mL THF中, 在冰浴下以650750r/min速度搅拌, 然后逐滴加入溶液A, 待溶液A完 全加入进去后, 搅拌反应过夜, 得反应液B。 将溶液B, 旋干溶于0.51mLCH3OH, 并加入用 CH2Cl2: CH3OH为1。

19、0050:1的洗脱液的填充色谱柱中。 收集极性较小部分C, 即为所需产物。 将溶液C旋干, 溶于1mL CH3OH中, 得溶液D。 0028 (2)将0.140.145g的Fe(NO)39H2O, 0.1000.105g的Co(NO)36H2O加入15 20mL甲醇中超声12h, 得溶液E; 将0.81.0g的SiO2加入另一份7580mL甲醇中超声处理 12h, 得溶液F。 混合溶液E和溶液F后在进行超声处理12h, 除去甲醇溶液, 将得到的混合 物于5060条件下烘干。 步骤(2)中所述超声波处理是指在170190w条件下超声处理。 0029 (3)将步骤(2)所得的混合研磨成粉末, 然后。

20、于CH4流量为150cm2/mL的气流下灼烧 5min,灼烧温度800, 冷却后与HF、 乙醇和水组成的混合溶液混合, 离心, 分离离心液后得 到石墨烯包覆的铁钴磁性复合纳米颗粒; 其中, 所述HF、 乙醇和水混合溶液中HF、 乙醇和水 的体积比例为0.81:22.5:1, ; 所述粉末与HF、 乙醇和水混合溶液的体积比为1.25 1.35:68, 质量单位为g, 体积单位为mL。 并将纳米材料用水反复洗涤至中性。 0030 (4)将步骤(3)收集的磁性石墨烯复合纳米颗粒、 溶液D、 浓度为1520mg/mL的 C18PEG水溶液按质量体积比(2.83.2):(0.020.03): 3混合, 。

21、所述质量体积比中质量单 位为mg, 体积单位为mL, 并在190210w条件下超声处理24h, 至颗粒完全溶解, 即得硼酸 修饰的磁性石墨烯复合纳米材料溶液。 0031 将幽门螺旋杆菌和硼酸修饰的磁性石墨烯纳米颗粒在37摇床中, 以100150r/ min的速度震荡30min, 之后用20002500r/min速度离心, 收集下层沉淀, 进行拉曼分析和核 磁成像分析。 结合图1至图4所示的实验结果可知, 此发明所合成的硼酸PEG修饰的磁性石墨 烯复合纳米材料在活体检测幽门螺旋杆菌具有以下优点: 1、 其操作简单、 尺寸可控, 特异性 说 明 书 3/4 页 5 CN 107789636 A 5 好; 2、 MGN具有石墨烯的外壳具有较好的抗酸性, 在超酸性的胃环境不会被腐蚀, 从而维持 较好的核磁信号。 3、 MGN作为一种优秀的核磁造影剂, 非侵入式的操作方式, 减轻病人的痛 苦和排斥反应; 4、 其本身也具有独特的拉曼散射性质, 可以用拉曼成像的方法对幽门螺旋 杆菌进行诊断。 说 明 书 4/4 页 6 CN 107789636 A 6 图1 图2 说 明 书 附 图 1/3 页 7 CN 107789636 A 7 图3 说 明 书 附 图 2/3 页 8 CN 107789636 A 8 图4 说 明 书 附 图 3/3 页 9 CN 107789636 A 9 。

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