專利名稱：多功能的偏心介孔二氧化硅核殼納米粒子的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于納米復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及多功能的偏心介孔二氧化硅核殼納米粒子的制備方法。
背景技術(shù)：
近期，將不同類型的功能性納米顆粒封裝在介孔二氧化硅中形成的多功能化納米材料在多模式的成像和即時(shí)診斷治療中引起了廣泛的關(guān)注。利用介孔二氧化硅作為基體，不同的功能性組分例如磁性，上轉(zhuǎn)換，等離子納米顆粒，量子點(diǎn)和熒光分子被包埋在其中形成了中心的多功能核殼納米組分，而且在被用作輸送載體時(shí)各種組分的獨(dú)特功能都被保持，使其具有磁共振和 熒光成像以及將抗癌藥物傳遞到腫瘤部位的能力。其中，通過(guò)將成像和藥物輸送能力結(jié)合在一起，使這些多功能的納米顆粒為臨床癌癥的診斷和治療提供了新的機(jī)遇。到目前為止，大多數(shù)的由功能性的核和介孔二氧化硅殼組成的中心結(jié)構(gòu)的多功能核殼納米顆粒都是在凝膠溶膠過(guò)程中用十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)作為模板在核上生成介孔的二氧化硅。例如，Hyeon等人制備了單分散的，能精確控制尺寸的介孔二氧化娃包裹四氧化三鐵(Fe3O4OmSiO2)的核殼納米粒子并用于磁共振,突光成像和藥物輸送(參考文獻(xiàn):Kim, J.; Kim, H.S.; Lee, N.; Kim, T.; Kim, Η.; Yu, T.; Song,1.C.; Moon, W.K.; Hyeonj T.，Multifunctional Uniform Nanoparticles Composedof a Magnetite Nanocrystal Core and a Mesoporous Silica Shell for MagneticResonance and Fluorescence Imaging and for Drug Delivery, Angew.Chem.Int.Ed.2008, 47，8438-8441)。而Shi等人則制成了介孔二氧化硅包裹上轉(zhuǎn)換熒光棒(NaYF4:Tm/Yb/Gd@mSi02)的核殼納米粒子用作生物成像(參考文獻(xiàn):Liu，J.; Bu, ff.;Zhang, S.; Chen, F.; Xing, H.; Pan, L.; Zhou, L.; Peng, ff.; Shi, J.ControlledSynthesis of Uniform and Monodisperse Upconversion Core/Mesoporous Silica ShellNanocomposites for Bimodal Imaging.Chem.Eur.J.2012, 18, 2335-2341)。Chen和同事報(bào)道了介孔二氧化娃包埋金棒(gold nanorodsimSi02 )的核殼納米粒子的制備及其作為癌癥治療的平臺(tái)(參考文獻(xiàn):Zhang，Z.; Wang, L.; Wang, J.; Jiang, X.; Li,X.; Hu, Z.; Ji, Y.; ffu, X.; Chen, C.Mesoporous Silica-Coated Gold Nanorods asa Light-Mediated Multifunctional Theranostic Platform for Cancer Treatment.Adv.Mater.2012, 24, 1418-1423)。但是，為了得到多功能的基于介孔二氧化硅的中心納米粒子必須要經(jīng)過(guò)一些比較繁雜的步驟，比如需通過(guò)使用溶劑或煅燒的方法來(lái)除去模板劑CTAB，并且值得注意的是，這樣得到的納米粒子都只呈現(xiàn)中心的核殼結(jié)構(gòu)。此外，近年來(lái)，pH響應(yīng)的聚合物藥物輸送系統(tǒng)成為了癌癥治療的一種有效的方式，因?yàn)檫@樣的納米粒子能夠通過(guò)加強(qiáng)的滲透和滯留效應(yīng)(EPR)被傳遞到微酸的腫瘤部位，并且大部分都被滯留于酸性的溶酶體中(pH 5.5-6.0)。為了賦予基于介孔二氧化硅的多功能納米粒子這種pH響應(yīng)的藥物輸送能力，不同種類的pH響應(yīng)的聚合物被修飾在介孔二氧化硅的表面來(lái)形成pH響應(yīng)的控制藥物輸送系統(tǒng)。比如，Hu等人通過(guò)氨基化反應(yīng)成功將聚丙烯酸(PAA)連接在氨基修飾過(guò)的介孔二氧化硅表面上，并將其用作藥物載體來(lái)構(gòu)建一個(gè)pH響應(yīng)的控制藥物輸送系統(tǒng)(參考文獻(xiàn):Yuan，L.; Tang, Q.; Yang, D.;Zhang, J.Z.; Zhang, F.; Huj J.Preparation of pH-Responsive Mesoporous SilicaNanoparticles and Their Application in Controlled Drug Delivery.J.Phys.Chem.C 2011, 115, 9926-9932)。Che等人報(bào)道了一種新型的均段聚合物包裹的介孔二氧化硅納米粒子來(lái)載裝藥物用于pH響應(yīng)藥物輸送(參考文獻(xiàn):Xing，L.; Zheng, H.; Cao,Y.; Chej S.Coordination Polymer Coated Mesoporous Silica Nanoparticles forpH-Responsive Drug Release.Adv.Mater.2012，24, 6433-6437)。Yang 和其同事通過(guò)蒸懼沉淀聚合法制備了由中心的介孔二氧化娃包裹四氧化三鐵(Fe3O4OmSiO2)納米粒子核和網(wǎng)狀的聚甲基丙烯酸(PMAA)殼組成的pH響應(yīng)組分微球(參考文獻(xiàn):Wen，H.; Guo,J.; Chang, B.; Yang, W.pH-Responsive Composite Microspheres Based on MagneticMesoporous Silica Nanoparticle for Drug Delivery.Eur.J.Pharm.Bi op harm.2012，10.1016/j.ejpb.2012.11.019)。然而，據(jù)我們所知，這些多功能的pH響應(yīng)藥物輸送系統(tǒng)的載藥量低，而且制備PH響應(yīng)的聚合物殼也涉及到很多繁瑣的步驟。而到目前為止，還沒(méi)有報(bào)道將介孔二氧化硅和pH響應(yīng)的控制藥物輸送系統(tǒng)通過(guò)簡(jiǎn)單的方法結(jié)合在一起形成偏心結(jié)構(gòu)的介孔二氧化硅的多功能納米粒子，而且只使用一種模板劑既當(dāng)做介孔產(chǎn)生劑又作為PH響應(yīng)的控制藥物輸送系統(tǒng)，從而減少?gòu)?fù)雜的表面修飾和后處理過(guò)程。因此，相對(duì)以前的方法，亟需開(kāi)發(fā)一種新的，簡(jiǎn)單的，通用的方法來(lái)制備集較大的載藥量，介孔二氧化娃和pH響應(yīng)控制藥物輸送能力于一體的多種功能的納米粒子。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種新型的用聚丙烯酸作為模板和納米反應(yīng)器的方法來(lái)制備單分散的多功能的介孔二氧化硅納米粒子。在這種方法中，在PAA模板上生成偏心的介孔二氧化硅納米簇的同時(shí)也將具有PH響應(yīng)的控制藥物輸送能力的PAA鏈包埋在內(nèi)部，避免了后續(xù)處理模板劑PAA和修飾pH響應(yīng)的聚合物的過(guò)程，賦予了納米粒子pH響應(yīng)的控制藥物輸送能力。此方法十分的簡(jiǎn)單，快捷，操作方便。通過(guò)這種方法，本發(fā)明制備了一系列結(jié)構(gòu)新穎的介孔二氧化硅納米簇包覆偏心的功能性核和PAA鏈的多功能的納米粒子，并且介孔二氧化硅納米簇是由許多小的二氧化硅納米顆粒組成的。這種偏心結(jié)構(gòu)是比較獨(dú)特的，同時(shí)介孔二氧化硅納米簇的厚度也是能夠精確調(diào)控的。本發(fā)明的方案是:首先，制備十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)分子保護(hù)的具有不同功能的納米顆粒，洗去多余的表面活性劑分子之后在異丙醇中在這些納米顆粒表面包上一層PAA的聚合物殼。這層偏心的PAA殼就像一個(gè)小型的“蓄水池”來(lái)捕捉和儲(chǔ)存水分子，使其保留在它的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，因?yàn)镻AA是一種高吸水性的聚合物。隨后加入的正硅酸已酯(TEOS)遇到PAA殼內(nèi)部中的水分子就水解形成小的二氧化硅納米粒子進(jìn)而形成堆積狀的介孔二氧化硅殼，同時(shí)PAA鏈就被保留在介孔二氧化硅殼中。在此過(guò)程中，PAA殼既作為介孔二氧化硅納米簇形成的模板，也相當(dāng)于一個(gè)微型的納米反應(yīng)器使TEOS的水解反應(yīng)只發(fā)生在其內(nèi)部。而在這一步中加入與硅烷試劑偶聯(lián)的熒光分子異硫氰酸熒光素(FITC)并與TEOS發(fā)生共縮聚反應(yīng)固定在二氧化硅上，就賦予納米顆粒熒光性質(zhì)。這樣就形成了具有熒光分子標(biāo)記的偏心的多功能的介孔二氧化硅核殼結(jié)構(gòu)的納米組分。本發(fā)明的目的通過(guò)下述方案實(shí)現(xiàn):基于聚丙烯酸作為納米反應(yīng)器和模板的方法來(lái)制備多功能的偏心介孔二氧化娃核殼納米材料。包括下述步驟:
一、十六烷基三甲基溴化銨CTAB保護(hù)的不同功能納米顆粒的制備方法:
(I)合成CTAB保護(hù)的四氧化三鐵納米顆粒:取油酸保護(hù)的尺寸為25 nm的四氧化三鐵納米顆粒，按參考文獻(xiàn)(參考文獻(xiàn):Kim，J.; Kim, H.S.; Lee, N.; Kim, T.;Kimj H.; Yuj T.; Song, 1.C.; Moon, W.K.; Hyeonj T.，Multifunctional UniformNanoparticles Composed of a Magnetite Nanocrystal Core and a Mesoporous SilicaShell for Magnetic Resonance and Fluorescence Imaging and for Drug Delivery,Angew.Chem.1nt.Ed.2008，47，8438-8441)轉(zhuǎn)化為CTAB保護(hù)的四氧化三鐵納米顆粒。具體步驟為將50(T600 PL溶于氯仿中的油 酸保護(hù)的四氧化三鐵納米顆粒(10 mg ml/1)加入到0.2 M的CTAB水溶液中并在32 ° C下劇烈攪拌30分鐘。然后將溶液升溫?fù)]發(fā)有機(jī)溶劑氯仿，持續(xù)攪拌20分鐘后冷卻到室溫。用去離子水洗去多余的CTAB分子2-3次并離心收集得到CTAB保護(hù)的四氧化三鐵納米顆粒。(2)合成CTAB保護(hù)的上轉(zhuǎn)換熒光納米棒(NaYF4: Yb/Er/Gd NR):參考文獻(xiàn)合成NaYF4: Yb/Er/Gd NR (參考文獻(xiàn):Wang, F.; Han, Y.; Lim, C.S.; Lu, Y.H.; Wang,J.; Xu, J.; Chen, H.Y.; Zhang, C.; Hong, Μ.H.; Liu, X.G., Simultaneous Phaseand Size Control of Up-conversion Nanocrystals through Lanthanide Doping,Nature!^, 463，1061-1065)。具體操作為5 M的氫氧化鈉溶液和5 mL乙醇加入到油酸中，然后再加入 2 mL 的 RECl3 (0.2 M, RE=Y, Yb, Er 和 Gd)和 I mL 的 NH4F (2 M)。隨后將混合溶液轉(zhuǎn)移到20 mL的反應(yīng)釜中在200 °(:加熱反應(yīng)2 h。將合成的上轉(zhuǎn)換熒光棒用水和乙醇溶液清洗后溶解于環(huán)己烷中，取40(Γ600 μ L與0.2 M的CTAB水溶液混合劇烈的攪拌30 min。在攪拌條件下將混合物升溫，使環(huán)己烷完全揮發(fā)，形成CTAB保護(hù)的NaYF4 = Yb/Er/Gd NR。二、PAA包覆偏心的不同功能性納米顆粒的制備方法:取上述CTAB保護(hù)的不同功能的納米顆粒(CTAB保護(hù)的四氧化三鐵納米顆粒，CTAB保護(hù)的上轉(zhuǎn)換熒光納米棒)溶于5 10 mL去離子水中，依次加入40 60 μ L PAA水溶液(0.2 g ml/1)和60 80 μ NH3.H2O(2 Μ)，每次超聲半個(gè)小時(shí)。然后再邊攪拌邊加入10(Tl20 mL的異丙醇來(lái)形成偏心的PAA包覆不同功能性納米顆粒的核殼納米粒子。三、熒光標(biāo)記的偏心的多功能介孔二氧化硅納米顆粒的制備方法:取15 20 mL上述PAA包覆偏心的不同功能性納米顆粒，加入2 MNH3.H2O溶液調(diào)節(jié)溶液的pH值大約為8 9，再加入5 10 μ L FITC-硅烷前驅(qū)體和250 750 μ L 20%的正硅酸已酯(TEOS)的異丙醇溶液，其中TEOS的異丙醇溶液每30 min加一次，分五-十次加入。然后，將混合溶液在室溫下持續(xù)攪拌2Γ48 h。反應(yīng)完成后，用異丙醇清洗三-五次，完全除去未反應(yīng)的物質(zhì)。最后就得到熒光標(biāo)記的偏心的介孔二氧化硅包覆不同功能性納米顆粒。所述步驟一中的油酸保護(hù)的四氧化三鐵納米顆粒購(gòu)于ocean公司，顆粒的尺寸約為 25 nm。
所述步驟二中的FITC-硅烷前驅(qū)體為異硫氰酸熒光素-(3-氨丙基)三甲氧基硅烷(FITC-APTMS)的異丙醇醇溶液。具體制備方法為:4 mg FITC染料分子加入到ImL異丙醇中，然后加入44 yL APTMS，避光條件反應(yīng)兩天，4 ° C保存。由上述方法制備得到以熒光介孔二氧化硅納米簇為殼，包裹具有pH響應(yīng)的控制藥物輸送能力的PAA鏈和不同功能性的核(如四氧化三鐵納米顆粒和上轉(zhuǎn)換熒光納米棒等)的多功能納米粒子。該納米粒子分布均勻，分散性好，并具有熒光性質(zhì)。與傳統(tǒng)方法相比本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
1、本發(fā)明方法簡(jiǎn)單，快速，操作方便，重復(fù)性好，具有通用性，避免了傳統(tǒng)方法的復(fù)雜的需修飾表面和后處理模板劑的過(guò)程。2、本發(fā)明得到的納米顆粒分散性好，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，得到的偏心結(jié)構(gòu)比較獨(dú)特，并可依照需要精確地調(diào)控納米粒子的大小，同時(shí)沒(méi)有多余的單獨(dú)的二氧化硅球的生成。3、本發(fā)明的納米顆粒結(jié)合了多種功能，使其既具有中間偏心核的功能，還具有熒光示蹤功能，同時(shí)由小粒子堆積而成的介孔二氧化硅具有良好的生物相容性。而且二氧化硅殼中間的PAA鏈在pH響應(yīng)的控制藥物輸送方面有很好的應(yīng)用，使合成的納米粒子具有很高的載藥量，和PH響應(yīng)的藥物緩釋能力。4、本發(fā)明得到的核殼結(jié)構(gòu)的納米粒子中的偏心核不僅可以是球形，同時(shí)也適用于不同功能的棒狀的納米顆粒。5、本發(fā)明各步驟條件簡(jiǎn)單，溫和，自然環(huán)保。本發(fā)明提供使用聚丙烯酸作為納米反應(yīng)器和模板的方法來(lái)制備新型多功能偏心結(jié)構(gòu)納米粒子，方法新穎，通用，條件溫和，易于操作，得到的納米顆粒分散性好，功能齊全，毒副作用小，在生物治療和臨床醫(yī)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。


附圖1、為本發(fā)明制備得到的偏心的PAA包裹四氧化三鐵核殼納米顆粒的透射電鏡 附圖2、為本發(fā)明制備得到的80 nm偏心介孔二氧化硅包裹PAA和四氧化三鐵核殼納米顆粒的透射電鏡 附圖3、為本發(fā)明制備得到的100 nm偏心介孔二氧化硅包裹PAA和四氧化三鐵核殼納米顆粒的透射電鏡 附圖4、為本發(fā)明制備得到的130 nm偏心介孔二氧化硅包裹PAA和四氧化三鐵核殼納米顆粒的透射電鏡 附圖5、為本發(fā)明制備得到的偏心介孔二氧化硅包裹PAA和四氧化三鐵核殼納米顆粒的掃描電鏡 附圖6、為本發(fā)明制備得到的熒光標(biāo)記的偏心介孔二氧化硅包裹PAA和四氧化三鐵核殼納米顆粒的熒光 附圖7、為本發(fā)明制備得到的熒光標(biāo)記的偏心介孔二氧化硅包裹PAA和四氧化三鐵核殼納米顆粒的磁性 附圖8、為本發(fā)明制備 得到的偏心的PAA包裹的NaYF4: Yb/Er/Gd NR核殼納米顆粒的透射電鏡圖；附圖9、為本發(fā)明制備得到的偏心介孔二氧化硅包裹PAA和NaYF4: Yb/Er/Gd NR核殼納米顆粒透射電鏡圖的透射電鏡 附圖10、為本發(fā)明制備得到的熒光標(biāo)記的偏心介孔二氧化硅包裹PAA和NaYF4: Yb/Er/Gd NR核殼納米顆粒的上轉(zhuǎn)換熒光 附圖11、為阿霉素與偏心介孔二氧化硅包裹PAA和四氧化三鐵核殼納米顆粒相互作用之前(a)和之后(b)的紫外吸收光譜圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1:
80 nm熒光標(biāo)記的偏心介孔二氧化硅包裹PAA和四氧化三鐵核殼納米顆粒的制備:
(I)合成CTAB保護(hù)的四氧化三鐵納米顆粒:取500 μ L, 10 mg ml/1溶于氯仿中的油酸保護(hù)的25 nm四氧化三鐵納米顆粒與10 mL 0.2 M CTAB混合在32 °C下劇烈攪拌30分鐘。然后將溶液升溫至60 °C揮發(fā)有機(jī)溶劑氯仿，持續(xù)攪拌20分鐘后冷卻到室溫。用去離子水清洗多余的CTAB分子兩次并離心收集得到CTAB保護(hù)的四氧化三鐵納米顆粒。(2)偏心的PAA包裹四氧化三鐵核殼納米顆粒的制備:取步驟(I)制備的CTAB保護(hù)的四氧化三鐵納米顆粒加5 mL去離子水并超聲分散。依次加入40 μ L PAA水溶液(0.2g ml^WPeO μ L ΝΗ3.Η20溶液(2 Μ)，每次超聲半個(gè)小時(shí)。然后再邊攪拌邊加入120 mL的異丙醇來(lái)形成偏心的PAA包裹四氧化三鐵核殼納米顆粒。(3) 80 nm熒 光標(biāo)記的偏心介孔二氧化硅包裹PAA和四氧化三鐵核殼納米顆粒的制備:取步驟(2)制備的偏心的PAA包裹四氧化三鐵核殼納米顆粒15 mL，加入2 MNH3 -H2O溶液調(diào)節(jié)溶液的PH值為8，再加入5 μ L FITC-硅烷前驅(qū)體和250 μ L of 20%的正硅酸已酯(TEOS)的異丙醇溶液，其中TEOS的異丙醇溶液每30 min加一次，分五次加入。然后，將混合溶液在室溫下持續(xù)攪拌24 h。反應(yīng)完成后，用異丙醇清洗三次，完全除去未反應(yīng)的物質(zhì)，得到熒光標(biāo)記的偏心介孔二氧化硅包裹PAA和四氧化三鐵核殼納米顆粒。實(shí)施例2:
100 nm熒光標(biāo)記的偏心介孔二氧化硅包裹PAA和四氧化三鐵核殼納米顆粒的制備:
(I)合成CTAB保護(hù)的四氧化三鐵納米顆粒:具體操作同實(shí)施例1中步驟(I)。(2)偏心的PAA包裹四氧化三鐵核殼納米顆粒的制備:具體操作同實(shí)施例1中步驟⑵。(3) 100 nm熒光標(biāo)記的偏心介孔二氧化硅包裹PAA和四氧化三鐵核殼納米顆粒的制備:取步驟⑵制備的偏心的PAA包裹四氧化三鐵核殼納米顆粒15 mL，加入2MNH3.Η20溶液調(diào)節(jié)溶液的pH值為8，再加入5 μ L FITC-硅烷前驅(qū)體和500 μ of 20%的正硅酸已酯(TEOS)的異丙醇溶液，其中TEOS的異丙醇溶液每30 min加一次，分七次加入。然后，將混合溶液在室溫下持續(xù)攪拌24 h。反應(yīng)完成后，用異丙醇清洗三次，完全除去未反應(yīng)的物質(zhì)，得到熒光標(biāo)記的偏心介孔二氧化硅包裹PAA和四氧化三鐵核殼納米顆粒。實(shí)施例3:
130 nm熒光標(biāo)記的偏心介孔二氧化硅包裹PAA和四氧化三鐵核殼納米顆粒的制備:
(I)合成CTAB保護(hù)的四氧化三鐵納米顆粒:具體操作同實(shí)施例1中步驟(I)。
(2)偏心的PAA包裹四氧化三鐵核殼納米顆粒的制備:具體操作同實(shí)施例1中步驟⑵。(3) 130 nm熒光標(biāo)記的偏心介孔二氧化硅包裹PAA和四氧化三鐵核殼納米顆粒的制備:取步驟⑵制備的偏心的PAA包裹四氧化三鐵核殼納米顆粒15 mL，加入2MNH3.H2O溶液調(diào)節(jié)溶液的pH值為8，再加入5 μ L FITC-硅烷前驅(qū)體和750 μ L of 20%的正硅酸已酯(TEOS)的異丙醇溶液，其中TEOS的異丙醇溶液每30 min加一次，分十次加入。然后，將混合溶液在室溫下持續(xù)攪拌24 h。反應(yīng)完成后，用異丙醇清洗三次，完全除去未反應(yīng)的物質(zhì)，得到熒光標(biāo)記的偏心介孔二氧化硅包裹PAA和四氧化三鐵核殼納米顆粒。實(shí)施例4:
熒光標(biāo)記的偏心介孔二氧化硅包裹PAA和NaYF4: Yb/Er/Gd NR核殼納米顆粒的制備:
(I)合成CTAB保護(hù)的上轉(zhuǎn)換熒 光納米棒(NaYF4: Yb/Er/Gd NR):取1.5 mL，5 M的氫氧化鈉溶液和5 mL乙醇加入到5 mL油酸中，然后再加入2 mL的RECl3 (0.2 M, RE=Y, Yb,Er和Gd)和I mL的NH4F (2 M)。隨后將混合溶液轉(zhuǎn)移到20 mL的反應(yīng)釜中在200 °C加熱反應(yīng)2 h。將合成的上轉(zhuǎn)換熒光棒用水和乙醇溶液清洗后溶解于環(huán)己烷中，取500 yL與
0.2 M的CTAB水溶液混合劇烈的攪拌30 min。在攪拌條件下將混合物升溫至80 °C，使環(huán)己烷完全揮發(fā)，用去離子水清洗2次后即得到CTAB保護(hù)的NaYF4: Yb/Er/Gd NR。(2)偏心的PAA包裹的NaYF4: Yb/Er/Gd NR核殼納米顆粒的制備:將步驟(I)制備形成CTAB保護(hù)的NaYF4: Yb/Er/Gd NR超聲分散在5 mL去離子水中。依次加入40 μ L PAA水溶液(0.2 g mL—1)和60 μ NH3.H2O (2 Μ)，每次超聲半個(gè)小時(shí)。然后再邊攪拌邊加入120 mL的異丙醇來(lái)形成偏心的PAA包裹NaYF4: Yb/Er/Gd NR核殼納米顆粒。(3)熒光標(biāo)記的偏心介孔二氧化硅包裹PAA和NaYF4: Yb/Er/Gd NR核殼納米顆粒的制備:取步驟(2)得到的偏心的PAA包覆上轉(zhuǎn)換熒光納米棒15 mL，加入2 M NH3.H2O溶液調(diào)節(jié)溶液的pH值為8，再加入5 μ L FITC-硅烷前驅(qū)體和500 μ L of 20%的正硅酸已酯(TEOS)的異丙醇溶液，其中TEOS的異丙醇溶液每30 min加一次，分七次加入。然后，將混合溶液在室溫下持續(xù)攪拌24 h。反應(yīng)完成后，用異丙醇清洗三次，完全除去未反應(yīng)的物質(zhì)，得到熒光標(biāo)記的偏心介孔二氧化硅包裹PAA和NaYF4: Yb/Er/Gd NR核殼納米顆粒。實(shí)施例5:
熒光標(biāo)記的偏心介孔二氧化硅包裹PAA和四氧化三鐵核殼納米顆粒超高載藥量的測(cè)
定:
(I)阿霉素溶液的吸收強(qiáng)度-濃度的工作曲線的制作:將2 mg ml/1阿霉素儲(chǔ)備液作為標(biāo)準(zhǔn)溶液，用去離子水逐漸稀釋成一系列濃度為20-100 μg mL—1的溶液，分別測(cè)它們的紫外可見(jiàn)吸收光譜，再取480 nm處的吸收強(qiáng)度作為濃度的函數(shù)進(jìn)行作圖，最后得到一條呈線性變化的曲線，并以此作為標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，通過(guò)吸收強(qiáng)度確定阿霉素溶液的濃度。(2)阿霉素的裝載:將10 mg mL' 31.5 KL的阿霉素溶液加入到I mg mL—1,1 mL的偏心介孔二氧化硅包裹PAA和四氧化三鐵核殼納米顆粒溶液中，充分混合24小時(shí)，然后9000 rpm離心10 min得到裝載有阿霉素的納米粒子。為了評(píng)估納米粒子的載藥效率，測(cè)定離心上清液中殘留的阿霉素在480 nm處的吸收強(qiáng)度，通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)曲線比對(duì)，確定裝載進(jìn)納米顆粒中的藥物用量。最后測(cè)定偏心介孔二氧化硅包裹PAA和四氧化三鐵核殼納米顆粒的載藥效率達(dá)到89.5%，且載藥量為每mg納米粒子能載阿霉素藥物1.26 mg。結(jié)果表明此方法合成的納米顆粒與其它介孔二氧化硅納米粒子的載藥量相比更適合作為抗癌藥物的載體。附圖11為阿霉素與偏心介孔二氧化硅包裹PAA和四氧化三鐵核殼納米顆粒相互作用之前(a)和之后 (b)的紫外吸收光譜圖。
權(quán)利要求
1.多功能的偏心介孔二氧化硅核殼納米粒子的制備方法、其特征是具體步驟如下: 一、十六烷基三甲基溴化銨CTAB保護(hù)的不同功能納米顆粒的制備方法: (I)合成CTAB保護(hù)的四氧化三鐵納米顆粒:取油酸保護(hù)的尺寸為25 nm的四氧化三鐵納米顆粒，按參考文獻(xiàn):Kim, J.; Kim, H.S.; Lee, N.; Kim, T.; Kim, Η.; Yu,T.; Song, 1.C.; Moon, ff.K.; Hyeon, T., Multifunctional Uniform NanoparticlesComposed of a Magnetite Nanocrystal Core and a Mesoporous Silica Shell forMagnetic Resonance and Fluorescence Imaging and for Drug Delivery, Angew.Chem.1nt.Ed.2008, 47，8438-8441，轉(zhuǎn)化為CTAB保護(hù)的四氧化三鐵納米顆粒，具體步驟為將500^600 μ L溶于氯仿中的油酸保護(hù)的四氧化三鐵納米顆粒10 mg mL—1加入到0.2 M的CTAB水溶液中并在32 ° C下劇烈攪拌30分鐘，然后將溶液升溫?fù)]發(fā)有機(jī)溶劑氯仿，持續(xù)攪拌20分鐘后冷卻到室溫，用去離子水洗去多余的CTAB分子2-3次并離心收集得到CTAB保護(hù)的四氧化三鐵納米顆粒； (2)合成CTAB保護(hù)的上轉(zhuǎn)換熒光納米棒(NaYF4:Yb/Er/Gd NR):參考文獻(xiàn)合成NaYF4:Yb/Er/Gd NR，參考文獻(xiàn):Wang, F.; Han, Y.; Lim, C.S.; Lu, Y.H.; Wang,J.; Xuj J.; Chenj H.Y.; Zhang, C.; Hong, M.H.; Liuj X.G.，Simultaneous Phaseand Size Control of Up-conversion Nanocrystals through Lanthanide Doping,Natare20l0, 463，1061-1065，具體操作為5 M的氫氧化鈉溶液和5 mL乙醇加入到油酸中，然后再加入2 mL的RECl30.2 M，RE=Yj Yb，Er和Gd和I mL的NH4F 2 M，隨后將混合溶液轉(zhuǎn)移到20 mL的反應(yīng)釜中在200 °(:加熱反應(yīng)2 h，將合成的上轉(zhuǎn)換熒光棒用水和乙醇溶液清洗后溶解于環(huán)己烷中，取40(T600 yL與0.2 M的CTAB水溶液混合劇烈的攪拌30 min,在攪拌條件下將混合物升溫，使環(huán)己烷完全揮發(fā)，形成CTAB保護(hù)的NaYF4: Yb/Er/GdNR ； 二、PAA包覆偏心的不同功能性納米顆粒的制備方法:取上述CTAB保護(hù)的不同功能的納米顆粒=CTAB保護(hù)的四氧化三鐵納米顆粒，CTAB保護(hù)的上轉(zhuǎn)換熒光納米棒，溶于5 10 mL去離子水中，依次加入4(Γ60 μ L PAA水溶液0.2 g mL-1和60 80 μ L NH3.H2O 2 Μ，每次超聲半個(gè)小時(shí)，然后再邊攪拌邊加入10(Tl20 mL的異丙醇來(lái)形成偏心的PAA包覆不同功能性納米顆粒的核殼納米粒子； 三、熒光標(biāo)記的偏心的多功能介孔二氧化硅納米顆粒的制備方法:取15 20mL上述PAA包覆偏心的不同功能性納米顆粒，加入2 MNH3.H2O溶液調(diào)節(jié)溶液的pH值為8 9，再加入5 10 μ L FITC-硅烷前驅(qū)體和250 750 μ L 20%的正硅酸已酯TEOS的異丙醇溶液，F(xiàn)ITC-硅烷前驅(qū)體為異硫氰酸熒光素-3-氨丙基三甲氧基硅烷的異丙醇醇溶液，其中TEOS的異丙醇溶液每30 min加一次，分五-十次加入，然后，將混合溶液在室溫下持續(xù)攪拌24^48 h，反應(yīng)完成后，用異丙醇清洗三-五次，完全除去未反應(yīng)的物質(zhì)，最后就得到熒光標(biāo)記的偏心的介孔二氧化娃包覆不同功能性納米顆粒。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法制備的多功能的偏心介孔二氧化硅核殼納米粒子。
全文摘要
本發(fā)明屬于納米復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及多功能的偏心介孔二氧化硅核殼納米粒子的制備方法。在PAA模板上生成偏心的介孔二氧化硅納米簇的同時(shí)也將具有pH響應(yīng)的控制藥物輸送能力的PAA鏈包埋在內(nèi)部，避免了后續(xù)處理模板劑PAA和修飾pH響應(yīng)的聚合物的過(guò)程，賦予了介孔二氧化硅納米粒子pH響應(yīng)的控制藥物輸送能力。通過(guò)這種方法，本發(fā)明制備了一系列結(jié)構(gòu)新穎的介孔二氧化硅納米簇包覆偏心的功能性核和PAA鏈的多功能的納米粒子。本發(fā)明方法新穎，通用，條件溫和，易于操作，得到的納米顆粒結(jié)構(gòu)獨(dú)特，分散性好，功能齊全，毒副作用小，在生物治療和臨床醫(yī)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)A61K9/14GK103211767SQ201310110678
公開(kāi)日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月1日
發(fā)明者王婷婷, 陳露露, 李鹿, 張凌宇 申請(qǐng)人:長(zhǎng)春理工大學(xué)