CN102145183A - 一种纳米碳混悬液的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及的是一种纳米炭混悬液的制备方法，属于医用示踪诊断试剂领域。该方法采用喷雾热分解法制备纳米碳混悬液，将炭黑经酸碱洗除去无机杂质，经有机洗除去脂溶性杂质，随后与分散剂一起溶于水，经搅拌、超声分散后，进行喷雾干燥，在喷雾干燥的过程中，炭黑受到高温、高压的作用发生分解、形成粒径在100~200nm范围内的纳米碳颗粒，最后用人体等渗溶液进行溶解，得到一种纳米炭混悬液，并用pH调节剂调节混悬液pH值至中性。其性质稳定，着色能力强，对小鼠淋巴具有很强的染色能力，完全能够满足医用要求。且制备工艺简单，生产成本低，大大缩短了纳米碳混悬液的制备时间，适合工业化生产，具有广阔的市场前景。

Description

一种纳米碳混悬液的制备方法
技术领域
本发明涉及的是一种纳米碳混悬液的制备方法，是对现有纳米碳混悬液的制备工艺的改进，属于医用示踪诊断试剂制备技术领域。
背景技术
在医学技术领域中，癌细胞淋巴转移是指恶性肿瘤细胞脱离其原发部位，通过直接蔓延，淋巴道，血道和种植等途径扩散到身体的其他部位，甚至在多个器官内继续增殖生长，形成同样性质的肿瘤。在中晚期癌症病人常发生淋巴转移。淋巴道转移是影响恶性肿瘤预后的重要因素之一，许多肿瘤患者的命运经常不是由原发灶所决定的。因而，有效地对肿瘤引流区域***进行清扫术，是提高病人生存质量、延长病人寿命的重要手段。炭黑(Carbonblack，CB)生物相容性好，无毒副作用，而且具有巨大的比表面积，利用这一特点，将抗癌药物吸附在炭微粒上，在肿瘤病变区域给药，结果表明炭微粒可靶向地进入淋巴，在***处缓慢释放出原药，既提高了药物的作用效率，又减轻药物的毒副作用。还利用其优异的着色性，将其制备成混悬液，在短时间内显示***的分布区域，帮助医生彻底清除***。
目前，已有纳米碳混悬液多是通过研磨或氧化的方法制得，但以上两种方法本身都存在着一些缺陷。研磨法通常需要很长的时间，并且对机器设备的要求较高，严重影响的了生产的效率。氧化法通常存在氧化剂残留的问题，为了使氧化效果彻底，通常会加入比较多氧化剂，由于活性炭本身具有很强的吸附能力，使得反应结束后氧化剂很难被彻底清除，使用的过程中，可能会对使用者产生伤害。
发明内容
本发明提供了一种纳米碳混悬液的制备方法，具有工艺简单，生产所用时间短，可大大缩短制备时间的特点。
本发明的技术解决方案包括以下步骤：制备工艺如下：
将粒径为0.5~2um炭黑经酸碱洗除去无机杂质，经有机溶剂洗除去脂溶性杂质，随后与分散剂一起溶于水，其中炭黑的含量为2%~20%，分散剂的含量为0.1~5%，水的含量为70%~90%。随后搅拌5~30分钟、超声0.5~5小时，充分分散后，进行喷雾干燥，在喷雾干燥的过程中，炭黑受到高温、高压的作用发生分解、形成粒径在100~200nm范围内的纳米碳颗粒，最后用人体等渗溶液进行溶解，得到一种浓度在10~60mg/ml纳米碳混悬液，并用pH调节剂调节混悬液pH值至中性。
上述制备方法中，所用的酸碱洗脱剂包括碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液、磷酸钠溶液和磷酸氢二钠溶液。
上述制备方法中，所用的有机溶剂包括乙醇、三氯甲烷、二氯甲烷。
上述制备方法中，所用的分散剂包括三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、古尔胶、虫胶、脂肪酸聚乙二醇酯、二甲基甲酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚马来酸酐、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸。
上述制备方法中，喷雾干燥的工艺参数为：进口温度为100~150℃，出口温度为40~70℃，进样速度为5~15ml/min，雾化压力为100~200Kpa，风速为0.5~1.5m3/min。
上述制备方法中，所用的人体等渗溶液的组成为1000ml水中含8.000g NaCl、0.350g NaHCO3、0.224g KCl。
上述制备方法中，所用的pH调节剂包括枸橼酸钠、枸橼酸、磷酸二氢钠、磷酸、氢氧化钠、盐酸。
本发明的纳米碳混悬液是经喷雾干燥所得，可用于淋巴示踪染色及其他染色领域。
下列实验表明了本发明对动物淋巴的示踪染色能力
实验例１
本发明纳米碳混悬液对小鼠的淋巴示踪染色能力
1.实验材料及方法
1.1实验材料：
实验动物，采用4周龄昆明小鼠，体重20±2g，购自吉林大学医学部实验动物中心，饲养在12h白天/黑夜交替循环的环境下，温度23±1℃，湿度55±10%，换气次数20±2次/时，喂食标准：颗粒饲料，自由摄食和水。
本发明纳米碳混悬液由本实验室制备，阳性对照卡纳琳由吉林大学以第一学院提供。
1.2实验方法：
分组：选合格小鼠6只，雌雄各半，分为3组：第1组为阴性对照组，于右后脚掌注射人体等渗溶液0.01ml。第2组为实验组，于右后脚掌注射自制纳米碳混悬液0.01ml。第3组为阳性对照组，于右后脚掌注射卡纳琳（纳米碳混悬液）0.01ml。于30分钟后观察淋巴染黑情况。
2.结果：于30分钟后观察淋巴染黑情况，实验组和阳性对照组的后腿弯***均已染黑，阴性对照组的后腿弯***没有染黑，参见图1、图2、图3，说明本发明制备的纳米碳混悬液完全符合医用要求。
实验例2
本发明纳米碳混悬液对大鼠淋巴的示踪染色能力
1.实验材料及方法
1.1实验材料：实验动物，采用成年Wistar大鼠，体重150±5g，购自吉林大学实验动物中心，饲养在12h白天/黑夜交替循环的环境下，温度23±1℃，湿度55±10%，换气次数20±2次/时，喂食标准：颗粒饲料，自由摄食和水。
本发明纳米碳混悬液由本实验室制备，阳性对照卡纳琳由吉林大学第一医院提供。
1.2实验方法：
分组：选合格大鼠6只，雌雄各半，分为3组：第1组为阴性对照组，于右后脚掌注射人体等渗溶液0.02ml。第2组为实验组，于右后脚掌注射自制纳米碳混悬液0.02ml。第3组为阳性对照组，于右后脚掌注射卡纳琳（纳米碳混悬液）0.02ml。于30分钟后观察淋巴染黑情况。
2.结果：于30分钟后观察淋巴染黑情况，实验组和阳性对照组的后腿弯***均已染黑，阴性对照组的后腿弯***没有染黑，说明本发明制备的纳米碳混悬液完全符合医用要求。
本发明的积极效果在于：采用喷雾热分解发制备纳米碳混悬液，经喷雾干燥一步得到，工艺简单，生产所用时间短，可大大缩短制备时间。另外，在制备的过程尽量避免使用强酸、强碱，且不使用氧化剂，产品中不存在对人体有伤害物质，产品安全实用。
使用虫胶作为分散剂，得到的混悬液性质稳定，长时间储存不发生沉降；使用人体等渗溶液作为溶解，更易被人体接受。
附图说明
图1为卡纳琳，后腿弯***染黑照片；
图2为本发明纳米碳混悬液，后腿弯***染黑照片；
图3为人体等渗溶液，后腿弯***没有染黑照片；
图4为实施例1纳米碳离子的X射线衍射法测定的衍射峰图谱；
图5为实施例2纳米碳离子的X射线衍射法测定的衍射峰图谱。
具体实施方式：
为了便于理解本发明，特例举以下实施例。其作用被理解为是对本发明的阐释而非对本发明的任何形式的限制。
实施例1
准确称取三菱炭黑MA100 100g，虫胶10g，分散于1000ml蒸馏水中，用玻璃棒搅拌5分钟，超声30分钟，充分分散后，进行喷雾干燥。
喷雾干燥的参数为：进口温度为120℃，出口温度为45℃，进样速度为8ml/min，雾化压力为120Kpa，风速为0.8m3/min。
称取8.000g NaCl、0.350g NaHCO3、0.224g KCl溶于1000ml蒸馏水中，配制成人体等渗溶液。用以上人体等渗溶液冲刷喷雾干燥器的样品收集器，得到纳米碳混悬液，用磷酸二氢钠调节pH值至7.0。利用X射线衍射法测定计算测得平均粒径为120nm。参见图4。
实施例2
准确称取三菱炭黑MA100 200g，PEG 4000 15g，分散于1000ml蒸馏水中，用玻璃棒搅拌5分钟，超声2小时，充分分散后，进行喷雾干燥。
喷雾干燥的参数为：进口温度为100℃，出口温度为50℃，进样速度为10ml/min，雾化压力为150Kpa，风速为1m3/min。
称取8.000g NaCl、0.350g NaHCO3、0.224g KCl溶于1000ml蒸馏水中，配制成人体等渗溶液。用以上人体等渗溶液冲刷喷雾干燥器的样品收集器，得到纳米碳混悬液，用枸橼酸钠调节pH值至7.0。利用X 射线衍射法测得平均粒径为136nm。参见图5。
实施例3
准确称取三菱炭黑MA100 50g，聚乙烯吡咯烷酮 1g，分散于1000ml蒸馏水中，用玻璃棒搅拌5分钟，超声30分钟，充分分散后，进行喷雾干燥。
喷雾干燥的参数为：进口温度为145℃，出口温度为65℃，进样速度为12ml/min，雾化压力为160Kpa，风速为1.2m3/min。
称取8.000g NaCl、0.350g NaHCO3、0.224g KCl溶于1000ml蒸馏水中，配制成人体等渗溶液。用以上人体等渗溶液冲刷喷雾干燥器的样品收集器，得到纳米碳混悬液，用氢氧化钠调节pH值至7.0。利用激光粒度分析仪测得平均粒径为130nm。
实施例4
准确称取三菱炭黑MA100 20g，聚丙烯酰胺 1g，分散于1000ml蒸馏水中，用玻璃棒搅拌5分钟，超声1小时，充分分散后，进行喷雾干燥。
喷雾干燥的参数为：进口温度为150℃，出口温度为70℃，进样速度为5~15ml/min，雾化压力为200Kpa，风速为1.5m3/min。
称取8.000g NaCl、0.350g NaHCO3、0.224g KCl溶于1000ml蒸馏水中，配制成人体等渗溶液。用以上人体等渗溶液冲刷喷雾干燥器的样品收集器，得到纳米碳混悬液，用枸橼酸钠调节pH值至7.0。利用激光粒度分析仪测得平均粒径为130nm。

Claims (4)

1. 一种纳米碳混悬液的制备方法，包括以下步骤：
将粒径为0.5~2um炭黑经酸碱洗除去无机杂质，经有机溶剂洗除去脂溶性杂质，随后与分散剂一起溶于水，其中炭黑的含量为2~20份，分散剂的含量为0.1~5份，水的含量为70~90份；随后搅拌5~30分钟、超声0.5~5小时，充分分散后，进行喷雾干燥，形成粒径在100~200nm范围内的纳米碳颗粒，最后用人体等渗溶液进行溶解，得到一种浓度在10~60mg/ml纳米炭混悬液，并用pH调节剂调节混悬液pH值至中性。
2. 如权利要求1所述的纳米碳混悬液制备方法，其特征在于：进口温度为100~150℃，出口温度为40~70℃，进样速度为5~15ml/min，雾化压力为100~200Kpa，风速为0.5~1.5m3/min。
3. 如权利要求1所述的纳米碳混悬液制备方法，其特征在于：人体等渗溶液的组成为1000ml水中含有8.000g NaCl、0.350g NaHCO3、0.224g KCl。
4. 如权利要求1所述的纳米碳混悬液，在制备淋巴示踪染色以及其他染色剂的应用。
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