[发明专利]一种多功能抗氧化磁性纳米复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种多功能抗氧化磁性纳米复合材料及其制备方法，纳米复合材料是以水合氯化铁、天然聚合物木质素为原料，采用简便的溶剂热法一步合成的木质素‑铁氧体纳米复合材料。与现有技术相比，本发明制得的纳米复合材料既具有优异的抗氧化性与磁性能，又具有良好的生物相容性，能够将活性自由基清除与基于磁场的物理疗法及磁共振成像等功能结合于一体，使其在氧化应激相关疾病治疗方面具有广阔的应用前景。此外，基于所制备的纳米复合材料的优异的磁驱动性能，其在磁驱动马达及药物精准递送等领域也具有极大的应用潜能。

技术领域

本发明属于纳米生物医用材料技术领域，涉及一种多功能抗氧化磁性纳米复合材料及其制备方法。

背景技术

大量研究表明，体内活性自由基的产生与抗氧化防御之间的不平衡而导致的氧化应激反应与多种疾病的发生及进程有关，包括衰老、自身免疫性疾病(如Ⅰ型糖尿病、类风湿性关节炎)、心血管疾病(如动脉粥样硬化)和神经退行性疾病(如帕金森症、阿尔兹海默症)等。因此，抗氧化治疗被公认为是预防和治疗氧化应激相关疾病的潜在手段。迄今为止，包括维生素E、儿茶酚等多种小分子抗氧化剂被FDA批准用于抗氧化治疗，然而，这些小分子抗氧化剂存在其固有的局限性，如体内非特异性分布、快速被肾脏清除、较低的递送效率以及活性易受微环境影响等。纳米技术在生物医学上的应用推动了抗氧化治疗领域的重大进展，纳米抗氧化剂的开发有望解决传统抗氧化剂存在的问题。目前许多固有酶活性的纳米酶被开发用于抗氧化研究，展现出较好的药代动力学和微环境耐受性，但仍存在难以实现精准靶向递送，利用率低等问题。

木质素是自然界中第二丰富的植物源天然聚合物，具有良好的生物相容性和环境友好性，其结构中含有还原性酚羟基、甲氧基等多种功能性基团，具有优异的抗氧化活性，且不易受环境影响。铁氧体纳米材料由于本身独特的磁响应性及良好的生物相容性被广泛应用于药物载体、磁共振成像、磁热疗等生物医学领域。磁场具有远程时空可控、无组织穿透限制等优势，基于磁场的物理治疗已发展为一种新型有效的治疗手段。将木质素与铁氧体相结合制成纳米复合材料，可借助外加磁场驱动实现纳米抗氧化剂的精准靶向递送，同时可进一步开发基于磁场介导的物理疗法在氧化应激治疗领域的应用，探索抗氧化疗法与磁物理疗法的协同作用。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种多功能抗氧化磁性纳米复合材料及其制备方法。本发明以木质素、水合氯化铁为基本原料，通过溶剂热法制备木质素-铁氧体纳米复合材料，原料来源广泛、易得且环境友好，制备方法简便；所制备的纳米复合材料具有优异的抗氧化性与磁性能，将活性自由基清除与基于磁场的物理疗法及磁共振成像等功能相结合，在氧化应激相关疾病治疗方面具有广阔的应用潜能。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种多功能抗氧化磁性纳米复合材料的制备方法，该方法为：以水合氯化铁及木质素为原料，通过溶剂热法制备得到木质素-铁氧体纳米复合材料。

进一步地，该方法具体包括以下步骤：

1)将水合氯化铁、木质素及静电稳定剂溶于有机溶剂中，得到均匀的混合溶液；

2)将步骤1)中的混合溶液置于反应釜中进行溶剂热反应，经洗涤后即得到所述的木质素-铁氧体纳米复合材料。

进一步地，步骤1)中，所述的静电稳定剂为醋酸钠，以防止反应过程中纳米粒子团聚。

进一步地，步骤1)中，所述的有机溶剂为乙二醇，同时作为反应体系的还原剂。

进一步地，步骤1)中，所述的混合溶液中，水合氯化铁的浓度为10～50mg/mL，木质素的浓度为5～25mg/mL，静电稳定剂的浓度为50～150mg/mL。木质素可作为反应体系的表面活性剂。

进一步地，步骤2)中，所述的溶剂热反应过程中，反应温度为180～220℃，反应时间为8～12h。反应釜为聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜。