形貌不對稱的介孔有機硅空心納米顆粒及其合成方法
【專利摘要】一種形貌不對稱的介孔有機硅空心納米顆粒的合成方法，包括采用法制備內(nèi)核SiO2納米顆粒；采用雙硅基有機烷氧基硅烷為硅源、陽離子表面活性劑為造孔劑，在所述的SiO2納米顆粒外包覆一層有機官能團雜化的SiO2層；采用Na2CO3或者HF或者氨水刻蝕掉所述的核殼材料SiO2&PMOs的內(nèi)核SiO2，得到有機官能團雜化的SiO2基空心納米顆粒；采用鹽酸?乙醇或者NaCl?甲醇溶液萃取掉所述的有機官能團雜化的SiO2基空心納米顆粒中的造孔劑，得到形貌不對稱的介孔有機硅空心納米顆粒。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)所面臨的介孔有機硅空心納米顆粒因形貌、納米結(jié)構(gòu)、組成和粒徑難以調(diào)控而極大地限制其應用的問題。
【專利說明】
形貌不對稱的介孔有機硅空心納米顆粒及其合成方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及介孔納米材料，特別是一種形貌不對稱的介孔有機硅空心納米顆粒 (簡稱:JHPMOs)及其合成方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 介孔二氧化硅納米顆粒因具有高的比表面積，大的孔容，在大的范圍內(nèi)可調(diào)的孔 徑、粒徑，內(nèi)/外表面易于修飾等優(yōu)點在很多領(lǐng)域被廣泛地研究著，如用作藥物載體、催化 劑、吸附劑等（參見Journal of the American Chemical Society，2012,134,5722)。在介 孔二氧化硅納米顆粒中，介孔二氧化硅空心納米顆粒由于兼具助于提高吸附/擔載量的空 心內(nèi)腔和利于客體分子擴散的薄介孔殼層引起了更多的關(guān)注。更為重要的是，介孔二氧化 硅空心納米顆粒在藥物/基因傳遞、生物成像診斷、高強度聚焦超聲、放療、光熱/光動力學 治療等納米醫(yī)藥領(lǐng)域展現(xiàn)出非常好的性能（參見Journal of the American Chemical Society ,2014,136,16326)。然而，其惰性的以及相對穩(wěn)定的純無機的-Si-〇-Si-骨架使得 其生物降解性、血液相容性以及生物安全性有待提升，進而使其進一步的臨床應用備受爭 議。相比之下，傳統(tǒng)的有機納米載體具有高的生物相容性和生物降解性，但其穩(wěn)定性較低且 功能單一(參見Nature Nanotechnology ,2011，6,594)。因此，如果能發(fā)展一種新的兼具無 機介孔二氧化硅空心納米顆粒和有機納米載體優(yōu)點的材料是非常有意義的。
[0003] 以橋梁的雙硅基有機烷氧基硅烷(R' 0)3Si-R-Si (0R'）3為前驅(qū)體合成的周期性的 介孔有機硅空心納米顆粒(簡稱為HPMOs)，R為有機官能團，因有機官能團是通過共價鍵鍵 合到二氧化硅骨架中，實現(xiàn)了分子層次的有機-無機均勻雜化，因而使得其同時兼具無機介 孔二氧化硅空心納米顆粒和有機納米載體的優(yōu)點，展現(xiàn)出更好的生物相容性、血液相容性 和化療療效(Advanced Materials ,2016,28,1963)。迄今為止，HPMOs的合成方法主要基于 軟/硬模板法。然而，軟模板法合成的HPMOs的孔徑、粒徑和形貌不均一，這極大地限制了其 在各個領(lǐng)域中的應用。相比之下，硬模板法更易于控制HPMOs的孔徑、粒徑、形貌和介孔結(jié)構(gòu) 等關(guān)鍵參數(shù)（參見Journal of Materials Chemistry B，2015,3,766)。盡管如此，HPMOs的 合成和應用仍然處于初期。特別的是，對于HPMOs的形貌、納米結(jié)構(gòu)、組成和粒徑的調(diào)控仍然 是本領(lǐng)域的巨大的挑戰(zhàn)，歸因于雙硅基有機烷氧基硅烷前驅(qū)體中所含的橋梁的有機官能 團，會影響雙硅基有機烷氧基硅烷的水解/縮合速率以及自組裝過程中雙硅基有機烷氧基 硅烷和表面活性劑/膠束間的相互作用(參見Advanced Materials，2016，28，3235)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)所面臨的HPMOs因形貌、納米結(jié)構(gòu)、組成和粒徑難以調(diào)控而 極大地限制其應用的問題，本發(fā)明提供一種形貌不對稱的介孔有機硅空心納米顆粒及其合 成方法。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下：
[0006] -種形貌不對稱的介孔有機硅空心納米顆粒的合成方法，其特點在于，該方法包 括下列步驟：
[0007] 1)米甩StcTber法（參見Journal of Colloid and Interface Science,1968,26， 62)制備內(nèi)核Si02納米顆粒；
[0008] 2)采用雙硅基有機烷氧基硅烷為硅源、陽離子表面活性劑為造孔劑，在所述的 Si02納米顆粒外包覆一層有機官能團雜化的Si0 2層，具體過程是：
[0009] 將所述的內(nèi)核Si〇2納米顆粒分散到乙醇中形成懸濁液，Si〇2/乙醇的質(zhì)量比的選擇 范圍為1/8~1/63,再將所述的懸濁液分散到蒸餾水、十六烷基三甲基氯化銨和氨水的混合 液中，使得Si0 2/蒸餾水/十六烷基三甲基氯化銨/氨水的質(zhì)量比為1~4/1250/15/72.8~ 145.6，在攪拌下，按每克Si0 2納米顆粒向溶液中滴加lmL以上的雙硅基有機烷氧基硅烷，反 應多2小時，離心分離，再用乙醇和水分別各洗滌2次以上，得到有機官能團雜化的介孔Si0 2 層包覆Si02納米顆粒的核殼材料Si02&PM0s;
[0010] 3)采用Na2C〇3或者HF或者氨水刻蝕掉所述的核殼材料Si〇2&PMOs的內(nèi)核Si〇2得到 有機官能團雜化的Si〇2基空心納米顆粒(參見Advanced Materials，2013，25,3100);
[0011] 4)采用鹽酸-乙醇（參見Advanced Materials，2013，25，3100)或者NaCl-甲醇溶液 (參見Journal of the American Chemical Society,2012,134,5722)萃取掉所述的有機 官能團雜化的S i02基空心納米顆粒中的造孔劑，得到JHPMOs。
[0012] 所述的雙硅基有機烷氧基硅烷為1，4_雙(三乙氧基硅基)苯、二(三乙氧基硅烷）乙 烯或1，2_二(三乙氧基硅基）乙烷。
[0013] -種形貌不對稱的介孔有機硅空心納米顆粒，其特征在于，所述的顆粒是形貌不 對稱的苯基、乙烯基或乙烷基分子層次雜化的介孔Si0 2基空心納米顆粒材料，簡稱JHPMOs (R:苯基、乙烯基或乙烷基）。
[0014]本發(fā)明的技術(shù)效果如下：
[0015] 基于本發(fā)明提供的方法，通過改變雙硅基有機烷氧基硅烷的種類和用量，可以實 現(xiàn)JHPMOs的形貌、納米結(jié)構(gòu)、組成和粒徑的調(diào)控；
[0016] 本發(fā)明提供的JHPMOs (R:苯基、乙烯基或乙烷基），可用作藥物載體，對藥物阿霉素 Dox的擔載效率為55.84~94.37 %，相應的擔載量為74.45~125.83mg g-1，且對Dox展現(xiàn)出 pH響應型的藥物釋放特性；并對癌細胞的殺傷效率遠優(yōu)于游離的Dox，當Dox的濃度為5yg ml/ 1，將41\癌細胞與載藥后的JHPMOs (fo:苯基)共孵育24h和48h，對應的41\癌細胞存活率只 有55.7%和11.5%，遠低于41'1癌細胞與游離的0(?共孵育2411和4811后的存活率(78.3%和 53.4%)?？捎米髂懠t素吸附劑，對膽紅素的吸附速率快（近10min達平衡）、吸附容量高 (42.13~80.96mg g^1);可用作超聲造影劑，顯著地增強了超聲信號；且當材料的濃度為 31.25~2000yg ml/1，對紅細胞均沒有引起明顯的溶血效應。
【附圖說明】
[0 0 17 ]圖1是本發(fā)明實施例1~3制得的材料的S EM (上)及T EM (下）照片；
[0018] 圖2是本發(fā)明實施例1~3制得的材料的氮氣吸附一脫附等溫曲線；
[0019] 圖3是本發(fā)明實施例1~3制得的材料的孔徑分布圖；
[0020] 圖4是本發(fā)明實施例1制得的JHPMOs (fo:苯基)的碳的固體核磁共振譜；
[0021 ]圖5是本發(fā)明實施例2制得的JHPMOs(R2:乙烯基)的碳的固體核磁共振譜；
[0022]圖6是本發(fā)明實施例3制得的JHPM0s(R3:乙烷基)的碳的固體核磁共振譜；
[0023]圖7是本發(fā)明實施例4制得的材料的SEM照片；
[0024]圖8是本發(fā)明實施例11~13中各個JHPM0s(R:苯基、乙烯基或乙烷基)對藥物Dox的 擔載效率和擔載量；
[0025] 圖9是本發(fā)明實施例14~16中JHPM0s(R1:苯基)對藥物Dox在不同pH值(6.0和7.4) 的釋放介質(zhì)中的釋放情況；
[0026] 圖10是本發(fā)明請實施例14~16中JHPM0s(R2:乙烯基)對藥物Dox在不同pH值(6.0 和7.4)的釋放介質(zhì)中的釋放情況；
[0027] 圖11是本發(fā)明實施例14~16中JHPM0s(R3:乙烷基)對藥物Dox在不同pH值(6.0和 7.4)的釋放介質(zhì)中的釋放情況；
[0028]圖12是本發(fā)明實施例17~20中細胞的存活率；
[0029]圖13是本發(fā)明實施例21~23中JHPMOs (R:苯基、乙烯基或乙烷基)對膽紅素的吸附 動力學曲線；
[0030]圖14是本發(fā)明實施例21~23中JHPM0s(R:苯基、乙烯基或乙烷基)和臨床用的活性 炭、傳統(tǒng)的介孔碳材料CMK-3和介孔空心碳球HMCM(Chemistry Communication,2009,6071) 對膽紅素的吸附容量；
[0031]圖15是本發(fā)明實施例24~27中的超聲成像圖像；
[0032]圖16是本發(fā)明實施例28~38中溶血實驗的數(shù)碼照片；
[0033]圖17是本發(fā)明實施例28~38中溶血實驗的溶血率。
【具體實施方式】
[0034] 以下，結(jié)合附圖和下述實施方式進一步說明本發(fā)明。應理解，附圖【具體實施方式】僅 用于說明本發(fā)明而非限制本發(fā)明。
[0035] 實施例1
[0036] 1)采用SttTber法制備內(nèi)核Si〇2納米顆粒；
[0037] 2)采用雙硅基有機烷氧基硅烷為硅源、陽離子表面活性劑為造孔劑，在所述的 Si02納米顆粒外包覆一層有機官能團雜化的Si0 2層，具體過程是：
[0038] 將所述的100mg內(nèi)核Si02納米顆粒分散到2.5mL乙醇中形成懸濁液，Si02/乙醇的質(zhì) 量比為1/19.7，再將所述的懸濁液分散到62.5mL蒸餾水、0.75g十六烷基三甲基氯化銨和 6mL氨水的混合液中，使得Si0 2/蒸餾水/十六烷基三甲基氯化銨/氨水的質(zhì)量比為2/1250/ 15/109.2,在攪拌下，向溶液中滴加0.25mL L 1，4_雙(三乙氧基硅基)苯，反應20小時，離心 分離，再用乙醇和水分別各洗滌3次，得到苯基雜化的介孔Si02層包覆了 Si02納米顆粒的核 殼材料 Si〇2&PMOs;
[0039] 3)采用Na2C03刻蝕掉所述的核殼材料Si0 2&PM0s的內(nèi)核Si02,得到苯基雜化的Si02 基空心納米顆粒；
[0040] 4)采用鹽酸-乙醇溶液萃取掉所述的苯基雜化的Si02基空心納米顆粒中的造孔 劑，得到JHPM0s(R1:苯基）。
[0041 ] 實施例2
[0042] 1)采用Std'ber法制備內(nèi)核Si〇2納米顆粒；
[0043] 2)采用雙硅基有機烷氧基硅烷為硅源、陽離子表面活性劑為造孔劑，在所述的 Si02納米顆粒外包覆一層有機官能團雜化的Si02層，具體過程是：
[0044] 將所述的100mg內(nèi)核Si〇2納米顆粒分散到2.5mL乙醇中形成懸池液，Si〇2/乙醇的質(zhì) 量比為=1/19.7，再將所述的懸濁液分散到62.5mL蒸餾水、0.75g十六烷基三甲基氯化銨和 6mL氨水的混合液中，使得Si02/蒸餾水/十六烷基三甲基氯化銨/氨水的質(zhì)量比為2/1250/ 15/109.2，在攪拌下，向溶液中滴加0.25mL二(三乙氧基硅烷）乙烯，反應20h，離心分離，再 用乙醇和水分別各洗滌3次，得到乙烯基雜化的介孔Si0 2層包覆了 Si02納米顆粒的核殼材料 Si02&PM0s；
[0045] 3)采用Na2C03刻蝕掉所述的核殼材料Si0 2&PM0s的內(nèi)核Si02,得到乙烯基雜化的 Si〇2基空心納米顆粒；
[0046] 4)采用鹽酸-乙醇溶液萃取掉所述的乙烯基雜化的Si02基空心納米顆粒中的造孔 劑，得到JHPMOs(R2:乙烯基）。
[0047] 實施例3
[0048] 1)采用S.td'ber法制備內(nèi)核Si〇2納米顆粒；
[0049] 2)采用雙硅基有機烷氧基硅烷為硅源、陽離子表面活性劑為造孔劑，在所述的 Si02納米顆粒外包覆一層有機官能團雜化的Si0 2層，具體過程是：
[0050] 將所述的100mg內(nèi)核Si02納米顆粒分散到2.5mL乙醇中形成懸濁液，Si0 2/乙醇的質(zhì) 量比為=1/19.7，再將所述的懸濁液分散到62.5mL蒸餾水、0.75g十六烷基三甲基氯化銨和 6mL氨水的混合液中，使得Si0 2/蒸餾水/十六烷基三甲基氯化銨/氨水的質(zhì)量比為2/1250/ 15/109.2，在攪拌下，向溶液中滴加0.25mL 1，2-二(三乙氧基硅基）乙烷，反應20h，離心分 離，再用乙醇和水分別各洗滌3次，得到乙烷基雜化的介孔Si02層包覆了 Si02納米顆粒的核 殼材料 Si〇2&PMOs;
[00511 3)采用Na2C03刻蝕掉所述的核殼材料Si0 2&PM0s的內(nèi)核Si02,得到乙烷基雜化的 Si02基空心納米顆粒；
[0052] 4)采用鹽酸-乙醇溶液萃取掉所述的乙烷基雜化的Si02基空心納米顆粒中的造孔 劑，得到JHPMOs(R3:乙烷基）。
[0053]圖1為實施例1~3制得的材料的SEM(上)及TEM(下）照片，由圖可見，所有的材料均 呈現(xiàn)出單分散的不對稱的形貌，并具有空心結(jié)構(gòu)；另外，三種材料JHPMOs (:苯基），JHPMOs (R2:乙烯基)和JHPM0s(R3:乙烷基）的形貌和空心結(jié)構(gòu)差異很大，即在本發(fā)明中，基于本發(fā)明 提供的方法，通過改變雙硅基有機烷氧基硅烷的種類可以實現(xiàn)JHPMOs的形貌和空心結(jié)構(gòu)的 調(diào)控。
[0054]圖2和3分別為實施例1~3制得的材料的氮氣吸附一脫附等溫曲線及孔徑分布圖， 由圖可見，所有的材料均具有不錯的孔結(jié)構(gòu)，孔徑分布較均一，都具有非常高的比表面積 950~1254m2/g。表1為實施例1~3制得的材料的孔結(jié)構(gòu)參數(shù)，由表可見，JHPM0s(R 1:苯基）， JHPMOs(R2:乙烯基)和JHPMOs(R3:乙烷基）的各個孔結(jié)構(gòu)參數(shù)不同，即在本發(fā)明中，基于本發(fā) 明提供的方法，通過改變雙硅基有機烷氧基硅烷的種類可以實現(xiàn)JHPMOs的孔結(jié)構(gòu)參數(shù)的調(diào) 控。
[0055]綜合上述兩點，在本發(fā)明中，基于本發(fā)明提供的方法，通過改變雙硅基有機烷氧基 硅烷的種類可以實現(xiàn)JHPMOs的形貌和納米結(jié)構(gòu)的調(diào)控。
[0056]表1:實施例1~3制得的材料的孔結(jié)構(gòu)參數(shù)
[0058] 圖4為實施例1制得的JHPMOs (辦:苯基)的碳的固體核磁共振譜，證明JHPMOs⑶:苯 基）中所含的有機官能團為苯基。
[0059] 圖5為實施例2制得的JHPM0s(R2:乙烯基)的碳的固體核磁共振譜，證明JHPM0s(R2: 乙烯基）中所含的有機官能團為乙烯基。
[0060] 圖6為實施例3制得的JHPMOs(R3:乙烷基)的碳的固體核磁共振譜，證明JHPMOs(R3: 乙烷基）中所含的有機官能團為乙烷基。
[0061] 由上述可知，在本發(fā)明中，基于本發(fā)明提供的方法，通過改變雙硅基有機烷氧基硅 烷的種類可以實現(xiàn)JHPMOs的組成的調(diào)控。
[0062] 實施例4
[0063] 1)采用St6_ ber法制備內(nèi)核Si〇2納米顆粒；
[0064] 2)采用雙硅基有機烷氧基硅烷為硅源、陽離子表面活性劑為造孔劑，在所述的 Si02納米顆粒外包覆一層有機官能團雜化的Si0 2層，具體過程是：
[0065] 將所述的100mg內(nèi)核Si02納米顆粒分散到2.5mL乙醇中形成懸濁液，Si0 2/乙醇的質(zhì) 量比為=1/19.7，再將所述的懸濁液分散到62.5mL蒸餾水、0.75g十六烷基三甲基氯化銨和 6mL氨水的混合液中，使得Si02/蒸餾水/十六烷基三甲基氯化銨/氨水的質(zhì)量比為2/1250/ 15/109.2,在攪拌下，向溶液中滴加O.lmL二(三乙氧基硅烷)乙烯，反應20h，離心分離，再用 乙醇和水分別各洗滌3次，得到乙烯基雜化的介孔Si0 2層包覆了 Si02納米顆粒的核殼材料 Si02&PM0s；
[0066] 3)采用Na2C03刻蝕掉所述的核殼材料Si0 2&PM0s的內(nèi)核Si02,得到乙烯基雜化的 Si〇2基空心納米顆粒；
[0067] 4)采用鹽酸-乙醇溶液萃取掉所述的乙烯基雜化的Si02基空心納米顆粒中的造孔 劑，得到JHPMOs(R2:乙烯基）。
[0068] 圖7為實施例4制得的材料的SEM照片，由圖可見，所制得的材料的粒徑遠小于圖1 中展示的實施例2制得的材料的粒徑；即在本發(fā)明中，基于本發(fā)明提供的方法，通過改變雙 硅基有機烷氧基硅烷的用量可以實現(xiàn)JHPMOs的粒徑的調(diào)控。
[0069] 實施例5
[0070] 1)采用Stei'ber法制備內(nèi)核Si〇2納米顆粒；
[0071] 2)采用雙硅基有機烷氧基硅烷為硅源、陽離子表面活性劑為造孔劑，在所述的 Si02納米顆粒外包覆一層有機官能團雜化的Si0 2層，具體過程是：
[0072] 將所述的50mg內(nèi)核Si02納米顆粒分散到4mL乙醇中形成懸濁液，Si02/乙醇的質(zhì)量 比為=1/63，再將所述的懸濁液分散到62.5mL蒸餾水、0.75g十六烷基三甲基氯化銨和4mL 氨水的混合液中，使得Si02/蒸餾水/十六烷基三甲基氯化銨/氨水的質(zhì)量比為1/1250/15/ 72.8，在攪拌下，向溶液中滴加0.05mL 1，4-雙(三乙氧基硅基）苯，反應2h，離心分離，再用 乙醇和水分別各洗滌3次，得到苯基雜化的介孔Si02層包覆了 Si02納米顆粒的核殼材料 Si02&PM0s；
[0073] 3)采用氨水刻蝕掉所述的核殼材料Si02&PM0s的內(nèi)核Si0 2,得到苯基雜化的Si02基 空心納米顆粒；
[0074] 4)采用NaCl-甲醇溶液萃取掉所述的苯基雜化的Si02基空心納米顆粒中的造孔 劑，得到JHPM0s(R1:苯基）。
[0075] 實施例6
[0076] 1)采用Std'ber法制備內(nèi)核Si〇2納米顆粒；
[0077] 2)采用雙硅基有機烷氧基硅烷為硅源、陽離子表面活性劑為造孔劑，在所述的 Si02納米顆粒外包覆一層有機官能團雜化的Si0 2層，具體過程是：
[0078]將所述的50mg內(nèi)核Si02納米顆粒分散到4mL乙醇中形成懸濁液，Si02/乙醇的質(zhì)量 比為=1/63，再將所述的懸濁液分散到62.5mL蒸餾水、0.75g十六烷基三甲基氯化銨和4mL 氨水的混合液中，使得Si0 2/蒸餾水/十六烷基三甲基氯化銨/氨水的質(zhì)量比為1/1250/15/ 72.8，在攪拌下，向溶液中滴加0.05mL二(三乙氧基硅烷）乙烯，反應2h，離心分離，再用乙醇 和水分別各洗滌3次，得到乙烯基雜化的介孔Si0 2層包覆了 Si02納米顆粒的核殼材料Si02& PMOs；
[0079] 3)采用氨水刻蝕掉所述的核殼材料Si02&PM0s的內(nèi)核Si0 2,得到乙烯基雜化的Si02 基空心納米顆粒；
[0080] 4)采用NaCl-甲醇溶液萃取掉所述的乙烯基雜化的Si02基空心納米顆粒中的造孔 劑，得到JHPMOs(R2:乙烯基）。
[0081 ] 實施例7
[0082] 1)采用.Std'ber法制備內(nèi)核Si〇2納米顆粒；
[0083] 2)采用雙硅基有機烷氧基硅烷為硅源、陽離子表面活性劑為造孔劑，在所述的 Si02納米顆粒外包覆一層有機官能團雜化的Si02層，具體過程是：
[0084]將所述的50mg內(nèi)核Si02納米顆粒分散到4mL乙醇中形成懸濁液，Si02/乙醇的質(zhì)量 比為=1/63，再將所述的懸濁液分散到62.5mL蒸餾水、0.75g十六烷基三甲基氯化銨和4mL 氨水的混合液中，使得Si0 2/蒸餾水/十六烷基三甲基氯化銨/氨水的質(zhì)量比為1/1250/15/ 72.8，在攪拌下，向溶液中滴加0.05mL 1，2-二(三乙氧基硅基）乙烷，反應2h，離心分離，再 用乙醇和水分別各洗滌3次，得到乙烷基雜化的介孔Si02層包覆了 Si02納米顆粒的核殼材料 Si02&PM0s；
[0085] 3)采用氨水刻蝕掉所述的核殼材料Si02&PM0s的內(nèi)核Si0 2,得到乙烷基雜化的Si02 基空心納米顆粒；
[0086] 4)采用NaCl-甲醇溶液萃取掉所述的乙烷基雜化的Si02基空心納米顆粒中的造孔 劑，得到JHPMOs(R3:乙烷基）。
[0087] 實施例8
[0088] 1)采用SteTber法制備內(nèi)核Si〇2納米顆粒；
[0089] 2)采用雙硅基有機烷氧基硅烷為硅源、陽離子表面活性劑為造孔劑，在所述的 Si02納米顆粒外包覆一層有機官能團雜化的Si0 2層，具體過程是：
[0090] 將所述的200mg內(nèi)核Si02納米顆粒分散到2mL乙醇中形成懸濁液，Si02/乙醇的質(zhì)量 比為=1/8，再將所述的懸濁液分散到62.5mL蒸餾水、0.75g十六烷基三甲基氯化銨和8mL氨 水的混合液中，使得Si0 2/蒸餾水/十六烷基三甲基氯化銨/氨水的質(zhì)量比為1/1250/15/ 145.6，在攪拌下，向溶液中滴加0.25mL 1，4-雙(三乙氧基硅基)苯，反應4h，離心分離，再用 乙醇和水分別各洗滌3次，得到苯基雜化的介孔Si02層包覆了 Si02納米顆粒的核殼材料 Si02&PM0s；
[0091] 3)采用HF刻蝕掉所述的核殼材料S i 02&PM0s的內(nèi)核S i 02，得到苯基雜化的S i 02基空 心納米顆粒；
[0092] 4)采用鹽酸-乙醇溶液萃取掉所述的苯基雜化的Si02基空心納米顆粒中的造孔 劑，得到JHPM0s(R1:苯基）。
[0093] 實施例9
[0094] 1)采用SteTber法制備內(nèi)核Si〇2納米顆粒；
[0095] 2)采用雙硅基有機烷氧基硅烷為硅源、陽離子表面活性劑為造孔劑，在所述的 Si02納米顆粒外包覆一層有機官能團雜化的Si0 2層，具體過程是：
[0096]將所述的200mg內(nèi)核Si02納米顆粒分散到2mL乙醇中形成懸濁液，Si02/乙醇的質(zhì)量 比為=1/8，再將所述的懸濁液分散到62.5mL蒸餾水、0.75g十六烷基三甲基氯化銨和8mL氨 水的混合液中，使得Si0 2/蒸餾水/十六烷基三甲基氯化銨/氨水的質(zhì)量比為1/1250/15/ 145.6，在攪拌下，向溶液中滴加0.25mL二(三乙氧基硅烷）乙烯，反應4h，離心分離，再用乙 醇和水分別各洗滌3次，得到乙烯基雜化的介孔Si0 2層包覆了 Si02納米顆粒的核殼材料 Si02&PM0s；
[0097] 3)采用HF刻蝕掉所述的核殼材料S i 02&PM0s的內(nèi)核S i 02，得到乙烯基雜化的S i 02基 空心納米顆粒；
[0098] 4)采用鹽酸-乙醇溶液萃取掉所述的乙烯基雜化的Si02基空心納米顆粒中的造孔 劑，得到JHPMOs(R2:乙烯基）。
[0099] 實施例10
[0100] 1)采用SM'ber法制備內(nèi)核Si〇2納米顆粒；
[0101] 2)采用雙硅基有機烷氧基硅烷為硅源、陽離子表面活性劑為造孔劑，在所述的 Si02納米顆粒外包覆一層有機官能團雜化的Si0 2層，具體過程是：
[0102] 將所述的200mg內(nèi)核Si02納米顆粒分散到2mL乙醇中形成懸濁液，Si02/乙醇的質(zhì)量 比為=1/8，再將所述的懸濁液分散到62.5mL蒸餾水、0.75g十六烷基三甲基氯化銨和8mL氨 水的混合液中，使得Si0 2/蒸餾水/十六烷基三甲基氯化銨/氨水的質(zhì)量比為1/1250/15/ 145.6，在攪拌下，向溶液中滴加0.25mL 1，2-二(三乙氧基硅基）乙烷，反應4h，離心分離，再 用乙醇和水分別各洗滌3次，得到乙烷基雜化的介孔Si02層包覆了 Si02納米顆粒的核殼材料 Si02&PM0s；
[0103] 3)采用HF刻蝕掉所述的核殼材料S i 02&PM0s的內(nèi)核S i 02，得到乙烷基雜化的S i 02基 空心納米顆粒；
[0104] 4)采用鹽酸-乙醇溶液萃取掉所述的乙烷基雜化的Si02基空心納米顆粒中的造孔 劑，得到JHPMOs(R3:乙烷基）。
[0105] 實施例11
[0106] 將30mg的JHPM0s(R1:苯基）分散到20mL 0.2mg mL-^ox的磷酸緩沖溶液PBS中室溫 黑暗下攪拌24h后離心收集，上清液進行UV-vis測試以獲得各個JHPM0s(R1:苯基)對阿霉素 的擔載量。
[0107] 實施例12
[0108] 將30mg的JHPM0s(R2:乙烯基）分散到20mL 0.2mg mL-hox的磷酸緩沖溶液PBS中室 溫黑暗下攪拌24h后離心收集，上清液進行UV-vis測試以獲得各個JHPM0s(R2:乙烯基)對阿 霉素的擔載量。
[0109] 實施例13
[0110] 將30mg的JHPM0s(R3:乙烷基）分散到20mL 0.2mg mL-hox的磷酸緩沖溶液PBS中室 溫黑暗下攪拌24h后離心收集，上清液進行UV-vis測試以獲得各個JHPM0s(R3:乙烷基)對阿 霉素的擔載量。
[0111] 圖8為實施例11~13中各個JHPM0s(R:苯基、乙烯基或乙烷基)對藥物Dox的擔載效 率和擔載量，由圖可見三材料JHPM0s(R:苯基、乙烯基或乙烷基）對藥物Dox的擔載效率為 55.84~94.37%，相應的擔載量為74.45~125.83mg g-1。
[0112] 實施例14
[0113] 將5mg擔載了 Dox的JHPMOs (h:苯基）置于透析袋中密封好，再置于20mL不同pH值 (6.0和7.4)的釋放介質(zhì)中，最后置于37°C的搖床中l(wèi)OOrprn震蕩，于特定的時間點通過UV-vis測試擔載了 Dox的JHPM0s(R1:苯基）釋放到介質(zhì)中Dox的含量。釋放24h后，將pH = 7.4的 釋放介質(zhì)替換為pH = 6的釋放介質(zhì)，繼續(xù)在特定的時間點測試擔載了Dox的JHPM0s(Ri:苯 基)釋放到介質(zhì)中Dox的含量。
[0114] 實施例15
[0115] 將5mg擔載了Dox的JHPM0s(R2:乙烯基）置于透析袋中密封好，再置于20mL不同pH 值(6.0和7.4)的釋放介質(zhì)中，最后置于37°C的搖床中1 OOrpm震蕩，于特定的時間點通過UV-vis測試擔載了Dox的JHPM0s(R2:乙烯基)釋放到介質(zhì)中Dox的含量。釋放24h后，將pH = 7.4 的釋放介質(zhì)替換為pH=6的釋放介質(zhì)，繼續(xù)在特定的時間點測試擔載了Dox的JHPMOs(R2:乙 烯基)釋放到介質(zhì)中Dox的含量。
[0116] 實施例16
[0117] 將5mg擔載了Dox的JHPMOs (R3:乙烷基）置于透析袋中密封好，再置于20mL不同pH 值(6.0和7.4)的釋放介質(zhì)中，最后置于37°C的搖床中1 OOrpm震蕩，于特定的時間點通過UV-vis測試擔載了Dox的JHPM0s(R3:乙烷基)釋放到介質(zhì)中Dox的含量。釋放24h后，將pH = 7.4 的釋放介質(zhì)替換為pH=6的釋放介質(zhì)，繼續(xù)在特定的時間點測試擔載了Dox的JHPMOs(R3:乙 烷基)釋放到介質(zhì)中Dox的含量。
[0118] 圖9~11為實施例14~16中JHPM0s(R:苯基、乙烯基或乙烷基)對藥物Dox在不同pH 值(6.0和7.4)的釋放介質(zhì)中的釋放情況。由圖可見，對于所有JHPMOs (R:苯基、乙烯基或乙 烷基），擔載藥物后，在低pH值介質(zhì)中釋放出更多的Dox，即對Dox展現(xiàn)出pH響應性釋放特性。
[0119] 實施例17
[0120] 將裸鼠的乳腺癌胞種到96孔板中，使得每孔中細胞密度為5X 103個，加入細 胞培養(yǎng)基;待細胞貼壁后，將培養(yǎng)基換成含游離Dox的新鮮培養(yǎng)基共孵育24h，其中阿霉素的 濃度為5yg ml/1。之后用含0.8mg ml/1噻唑藍的培養(yǎng)基培養(yǎng)4h后再換成二甲亞砜，輕輕搖晃 后結(jié)合空白對照組在酶標儀上測試吸光度(A = 490nm)獲得細胞的存活率。
[0121] 實施例18
[0122] 將裸鼠的乳腺癌胞種到96孔板中，使得每孔中細胞密度為5X 103個，加入細 胞培養(yǎng)基;待細胞貼壁后，將培養(yǎng)基換成含游離Dox的新鮮培養(yǎng)基共孵育48h，其中阿霉素的 濃度為5yg ml/1。之后用含0.8mg ml/1噻唑藍的培養(yǎng)基培養(yǎng)4h后再換成二甲亞砜，輕輕搖晃 后結(jié)合空白對照組在酶標儀上測試吸光度(A = 490nm)獲得細胞的存活率。
[0123] 實施例19
[0124] 將裸鼠的乳腺癌胞種到96孔板中，使得每孔中細胞密度為5X 103個，加入細 胞培養(yǎng)基;待細胞貼壁后，將培養(yǎng)基換成含擔載了Dox的JHPMOs (心:苯基）的新鮮培養(yǎng)基共 孵育24h，其中阿霉素的濃度為5yg ml/1。之后用含0.8mg ml/1噻唑藍的培養(yǎng)基培養(yǎng)4h后再 換成二甲亞砜，輕輕搖晃后結(jié)合空白對照組在酶標儀上測試吸光度(A = 490nm)獲得細胞的 存活率。
[0125] 實施例20
[0126] 將裸鼠的乳腺癌胞種到96孔板中，使得每孔中細胞密度為5X 103個，加入細 胞培養(yǎng)基;待細胞貼壁后，將培養(yǎng)基換成含擔載了Dox的JHPMOs (心:苯基）的新鮮培養(yǎng)基共 孵育48h，其中阿霉素的濃度為5yg ml/1。之后用含0.8mg ml/1噻唑藍的培養(yǎng)基培養(yǎng)4h后再 換成二甲亞砜，輕輕搖晃后結(jié)合空白對照組在酶標儀上測試吸光度(A = 490nm)獲得細胞的 存活率。
[0127] 圖12為實施例17~20中細胞的存活率，由圖可見當Dox的濃度為5yg ml/1，將打丄癌 細胞與載藥后的JHPMOs (心:苯基)共孵育24h和48h，對應的4Ti癌細胞存活率只有55.7 %和 11.5%，遠低于打:癌細胞與游離的Dox共孵育24h和48h后的存活率(78.3%和53.4%)，即 載藥后的JHPM0s(R 1:苯基)對癌細胞的殺傷效率遠優(yōu)于游離的Dox。
[0128] 實施例21
[0129] 37°C，100rpm的攪拌速度下，O.lg的JHPM0s(R1:苯基）添加到80mL 200mg L-1 膽紅 素的P B S溶液中，在特定的時間點通過U V - v i s測試P B S中膽紅素的濃度，并進一步計算出 JHPMOs (h:苯基)對膽紅素的吸附量。
[0130] 實施例22
[0131] 37°C，100rpm 的攪拌速度下，O.lg 的 JHPM0s(R2:乙烯基）添加到 80mL 200mg L-1 膽 紅素的roS溶液中，在特定的時間點通過UV-vis測試roS中膽紅素的濃度，并進一步計算出 JHPMOs (R2:乙烯基)對膽紅素的吸附量。
[0132] 實施例23
[0133] 37°C，100rpm 的攪拌速度下，O.lg 的 JHPM0s(R3:乙烷基）添加到 80mL 200mg L-1 膽 紅素的ros溶液中，在特定的時間點通過uv-viS測試ros中膽紅素的濃度，并進一步計算出 JHPMOs (R3:乙烷基)對膽紅素的吸附量。
[0134] 圖13為實施例21~23中JHPM0s(R:苯基、乙烯基或乙烷基)對膽紅素的吸附動力學 曲線，由圖可見JHPMOs (R:苯基、乙烯基或乙烷基)對膽紅素的吸附速率快，近1 Omin達平衡；
[0135] 圖14為實施例21~23中JHPM0s(R:苯基、乙烯基或乙烷基)對膽紅素的吸附容量， 為42.13~80.96mg g-S遠高于臨床用的活性炭(28mg g-i)，且部分高于文獻報道的傳統(tǒng)的 介孔碳材料CMK-3和介孔空心碳球HMCM(49 ? 94mg g-1) (Chemistry Communication, 2009, 6071)。
[0136] 實施例24
[0137] 取2mL PBS于表面涂覆有超聲診斷用凝膠劑的塑料管中，再將此塑料管置于脫氣 水浴中，將超聲探頭接觸塑料管進行成像。
[0138] 實施例25
[0139] 取2mL含5mg mL-ijHPMOsUn苯基)PBS于表面涂覆有超聲診斷用凝膠劑的塑料管 中，再將此塑料管置于脫氣水浴中，將超聲探頭接觸塑料管進行成像。
[0140] 實施例26
[0141] 取2mL含5mg mL-ijHPMOMfe:乙烯基)PBS于表面涂覆有超聲診斷用凝膠劑的塑料 管中，再將此塑料管置于脫氣水浴中，將超聲探頭接觸塑料管進行成像。
[0142] 實施例27
[0143] 取2mL含5mg mL-ijHPMOsUs:乙烷基)PBS于表面涂覆有超聲診斷用凝膠劑的塑料 管中，再將此塑料管置于脫氣水浴中，將超聲探頭接觸塑料管進行成像。
[0144] 圖15為實施例24~27中的超聲成像圖像，由圖可見JHPM0s(R:苯基、乙烯基或乙烷 基)存在顯著地增強了超聲信號。
[0145] 實施例28
[0146] 將紅細胞(RBC)用roS稀釋到它最初體積的10倍后，取0.3mL的RBC的roS懸浮液與 1.2mL的PBS溶液混合，作為陰性對比。混合溶液上下顛倒6次后，室溫下靜置2h，離心后取 lmL上層液稀釋3倍后用UV-vis吸收光譜測試。
[0147] 實施例29
[0148] 將紅細胞(RBC)用roS稀釋到它最初體積的10倍后，取0.3mL的RBC的roS懸浮液與 1.2mL的去離子水混合，作為陽性對比?；旌先芤荷舷骂嵉?次后，室溫下靜置2h，離心后取 lmL上層液稀釋3倍后用UV-vis吸收光譜測試。
[0149] 實施例30
[0150] 將紅細胞(RBC)用roS稀釋到它最初體積的10倍后，取0.3mL的RBC的roS懸浮液與 1.2mL的31.25yg mL^JHPMOsUi:苯基)PBS懸浮液混合?；旌先芤荷舷骂嵉?次后，室溫下靜 置2h，離心后取lmL上層液稀釋3倍后用UV-vis吸收光譜測試。
[0151] 實施例31
[0152] 將紅細胞(RBC)用roS稀釋到它最初體積的10倍后，取0.3mL的RBC的roS懸浮液與 1.2mL的250yg ml^JHPMOs(fo:苯基)PBS懸浮液混合?；旌先芤荷舷骂嵉?次后，室溫下靜置 2h，離心后取lmL上層液稀釋3倍后用UV-vis吸收光譜測試。
[0153] 實施例32
[0154] 將紅細胞(RBC)用roS稀釋到它最初體積的10倍后，取0.3mL的RBC的roS懸浮液與 1.2mL的2000yg mL-ijHPMOsUi:苯基)PBS懸浮液混合。混合溶液上下顛倒6次后，室溫下靜 置2h，離心后取lmL上層液稀釋3倍后用UV-vis吸收光譜測試。
[0155] 實施例33
[0156] 將紅細胞(RBC)用roS稀釋到它最初體積的10倍后，取0.3mL的RBC的roS懸浮液與 1.2mL的31.25yg ml^JHPMOs^:乙烯基)PBS懸浮液混合?；旌先芤荷舷骂嵉?次后，室溫下 靜置2h，離心后取lmL上層液稀釋3倍后用UV-vis吸收光譜測試。
[0157] 實施例34
[0158] 將紅細胞(RBC)用roS稀釋到它最初體積的10倍后，取0.3mL的RBC的roS懸浮液與 1.2mL的250yg mL-ijHPMOsU^乙烯基)PBS懸浮液混合?；旌先芤荷舷骂嵉?次后，室溫下靜 置2h，離心后取lmL上層液稀釋3倍后用UV-vis吸收光譜測試。
[0159] 實施例35
[0160] 將紅細胞(RBC)用roS稀釋到它最初體積的10倍后，取0.3mL的RBC的roS懸浮液與 1.2mL的2000yg mL-ijHPMOMfe:乙烯基)PBS懸浮液混合?；旌先芤荷舷骂嵉?次后，室溫下 靜置2h，離心后取lmL上層液稀釋3倍后用UV-vis吸收光譜測試。
[0161] 實施例36
[0162] 將紅細胞(RBC)用roS稀釋到它最初體積的10倍后，取0.3mL的RBC的roS懸浮液與 1.2mL的31.25yg ml^JHPMOsfe:乙烷基)PBS懸浮液混合?；旌先芤荷舷骂嵉?次后，室溫下 靜置2h，離心后取lmL上層液稀釋3倍后用UV-vis吸收光譜測試。
[0163] 實施例37
[0164] 將紅細胞(RBC)用roS稀釋到它最初體積的10倍后，取0.3mL的RBC的roS懸浮液與 1.2mL的250yg 乙烷基)PBS懸浮液混合?；旌先芤荷舷骂嵉?次后，室溫下靜 置2h，離心后取lmL上層液稀釋3倍后用UV-vis吸收光譜測試。
[0165] 實施例38
[0166] 將紅細胞(RBC)用roS稀釋到它最初體積的10倍后，取0.3mL的RBC的roS懸浮液與 1.2mL的2000yg mL-ijHPMOsUs:乙烷基)PBS懸浮液混合?；旌先芤荷舷骂嵉?次后，室溫下 靜置2h，離心后取lmL上層液稀釋3倍后用UV-vis吸收光譜測試。
[0167] 圖16和17分別為實施例28~38中溶血實驗的數(shù)碼照片和溶血率，由圖可見JHPMOs (R:苯基、乙烯基或乙烷基;濃度范圍為31.25~2000yg ml/1)都沒引起明顯的溶血效應。
[0168] 在本發(fā)明提及的所有文獻都在本申請中引用作為參考，就如同每一篇文獻被單獨 引用作為參考那樣。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明的上述講授內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可 以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范 圍。
【主權(quán)項】
1. 一種形貌不對稱的介孔有機硅空心納米顆粒的合成方法，其特征在于，該方法包括 下列步驟： 1) 采用S i(n)er法制備內(nèi)核S i 〇2納米顆粒； 2) 采用雙硅基有機烷氧基硅烷為硅源、陽離子表面活性劑為造孔劑，在所述的SiO2納米 顆粒外包覆一層有機官能團雜化的SiO 2層，具體過程是： 將所述的內(nèi)核S i 〇2納米顆粒分散到乙醇中形成懸池液，S i 〇2/乙醇的質(zhì)量比為=1 /8~ 1/63,再將所述的懸濁液分散到蒸餾水、十六烷基三甲基氯化銨和氨水的混合液中，使得 SiO2/蒸餾水/十六烷基三甲基氯化銨/氨水的質(zhì)量比為1~4/1250/15/72.8~145.6,在攪 拌下，按每克SiO 2納米顆粒向溶液中滴加 ImL以上的雙硅基有機烷氧基硅烷，反應多2小時， 離心分離，再用乙醇和水分別各洗滌2次以上，得到有機官能團雜化的介孔SiO 2層包覆SiO2 納米顆粒的核殼材料Si02&PM0s; 3) 采用Na2CO3或者HF或者氨水刻蝕掉所述的核殼材料Si02&PM0s的內(nèi)核SiO 2,得到有機 官能團雜化的Si〇2基空心納米顆粒； 4) 采用鹽酸-乙醇或者NaCl-甲醇溶液萃取掉所述的有機官能團雜化的SiO2基空心納米 顆粒中的造孔劑，得到形貌不對稱的介孔有機硅空心納米顆粒。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的形貌不對稱的介孔有機硅空心納米顆粒的合成方法，其特征 在于所述的雙硅基有機烷氧基硅烷為M-雙(三乙氧基硅基)苯、二(三乙氧基硅烷）乙烯或 1，2_二(三乙氧基硅基）乙烷。3. -種形貌不對稱的介孔有機硅空心納米顆粒，其特征在于，所述的顆粒是形貌不對 稱的苯基、乙烯基或乙烷基分子層次雜化的介孔SiO 2基空心納米顆粒材料。
【文檔編號】B01J13/02GK106000246SQ201610329619
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月18日
【發(fā)明人】陶桂菊, 張龍, 白正元
【申請人】中國科學院上海光學精密機械研究所