本發(fā)明屬于納米生物材料領(lǐng)域，具體涉及一種有機-無機復(fù)合型二氧化硅納米空心球及制備方法。

背景技術(shù)：

在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，對于癌細胞的一種可期待的治療方式之一，就是靶向遞送化學(xué)藥物或基因藥物到腫瘤部位或癌細胞，從而特異性的靶向殺死癌細胞，而對正常細胞無副作用。納米生物醫(yī)學(xué)(Nano-biomedicine)和納米生物技術(shù)(Nano-biotechnology)的誕生和快速發(fā)展給這一治療方式帶來了光明。各種各樣的藥物或基因遞送系統(tǒng)和多功能診斷治療系統(tǒng)已經(jīng)被制備，并進行了初步的細胞和動物實驗，獲得了大量的積極數(shù)據(jù)。在這些系統(tǒng)中，有機系統(tǒng)，例如表面活性劑、聚合物基乳液和脂質(zhì)體是典型的代表，但是這些有機藥物遞送系統(tǒng)的低的藥物負載效率和化學(xué)/熱的不穩(wěn)定性很大程度上阻礙了它們進一步的臨床應(yīng)用。無機材料系統(tǒng)由于具有高的藥物負載容量、高的穩(wěn)定性、優(yōu)秀的生物相容性等特點，在納米醫(yī)學(xué)方面吸引了廣泛的關(guān)注。進一步對無機材料進行有機功能化，可以實現(xiàn)刺激性可控釋放，腫瘤靶向遞送，同時提高其在血液中的穩(wěn)定性，從而進一步推動其進入臨床階段。

在無機遞送系統(tǒng)中，介孔二氧化硅納米粒子(mesoporous silica nanoparticles)正在吸引廣泛的興趣，因為它能滿足作為構(gòu)筑藥物遞送系統(tǒng)所需要的載體平臺應(yīng)該具有的必要條件，即無毒、高效的藥物負載、可控的藥物釋放、有效的細胞攝取等特點。普適(通用)的粒子合成方法，例如，結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑指導(dǎo)的溶膠-凝膠化學(xué)，允許孔道尺寸的有效調(diào)控，使介孔二氧化硅納米粒子適用于負載各種類型的親水和疏水客體分子。另外，通過硅酸鹽化學(xué)，粒子的外表面能容易的進行功能化，嫁接各種靶向或功能分子。盡管二氧化硅具有一定的可降解性，且大部分能通過腎臟及其它系統(tǒng)排出到體外，但是，介孔二氧化硅納米粒子由于其低的降解速率會在體內(nèi)有少量殘留，而殘留的二氧化硅納米粒子在生物體內(nèi)的累積對有機體會造成毒副作用，這一缺陷成為阻礙其臨床應(yīng)用的主要障礙之一。為了增強降解和最終降低納米載體的毒性，構(gòu)筑響應(yīng)性降解遞送系統(tǒng)成為關(guān)鍵：一旦載體靶向進入腫瘤部位或癌細胞后，載體對存在于細胞環(huán)境中的刺激發(fā)生自降解行為。

現(xiàn)有技術(shù)中，通常利用二硫鍵鏈接功能有機分子構(gòu)筑遞送系統(tǒng)，或者將有機分子通過二硫鍵連接到無機粒子的表面，從而響應(yīng)細胞環(huán)境中的刺激，使有機-無機二氧化硅納米粒子發(fā)生自降解行為。例如，法國斯特拉斯堡大學(xué)的Luisa De Cola等人制備了骨架中含有二硫鍵的介孔有機二氧化硅納米粒子，他們的另一個工作是在蛋白分子的表面包覆了骨架中含有二硫鍵的有機二氧化硅。但是，目前所制備的有機-無機復(fù)合型的二氧化硅，粒子的平均粒徑都大于100nm，藥物負載量低，而作為藥物載體，當粒子尺寸小于100nm時，可大幅提高粒子的藥物負載量，同時小的尺寸更利于遞送粒子的降解；從結(jié)構(gòu)上來說，多孔粒子的藥物負載容量有限；另外，從制備方法上來說，現(xiàn)有技術(shù)中的制備有機-無機復(fù)合型的骨架中含有二硫鍵或四硫鍵的二氧化硅納米粒子的方法，通常需要兩步或多步過程，制備周期長，成本高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種有機-無機復(fù)合型二氧化硅納米空心球及制備方法，獲得粒子尺寸小于100nm、具有更高藥物負載量的藥物遞送系統(tǒng)，為解決現(xiàn)有技術(shù)中的藥物遞送系統(tǒng)藥物負載量小、自降解速率低、制備過程復(fù)雜的難題提供新的方法。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種有機-無機復(fù)合型二氧化硅納米空心球，所述二氧化硅納米空心球的粒徑尺寸為40～100nm，殼層厚度為8～20nm；所述殼層為有機硫醚基團與二氧化硅的復(fù)合體。

上述方案中，所述有機硫醚基團為二硫鍵(-C–S–S–C-)和/或四硫鍵(-C–S–S–S–S–C-)。

上述方案中，所述二硫鍵(-C–S–S–C-)和/或四硫鍵(-C–S–S–S–S–C-)的含量為：硫的重量百分含量為0～10wt％。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，還提供了一種有機-無機復(fù)合型二氧化硅納米空心球的制備方法，所述方法包括如下步驟：

以乙醇為溶劑制備聚丙烯酸銨納米球形聚集體的堿性懸濁液；

將預(yù)設(shè)比例的四乙氧基硅烷和有機硅硫化物進行混合后，以聚丙烯酸/混合硅烷＝8～40wt％的比例，加入所述懸濁液中，在預(yù)設(shè)溫度下進行攪拌，得到復(fù)合物沉淀；

對所述復(fù)合物沉淀進行離心洗滌并干燥，得到有機-無機復(fù)合型二氧化硅納米空心球。

上述方案中，所述聚丙烯酸銨納米球形聚集體的堿性懸濁液，進一步通過以下步驟制備：

將聚丙烯酸水溶液加入氨水溶液中，其中聚丙烯酸與氨的質(zhì)量比為1:2.73～1:15.2，混合均勻得到溶液A；

將所述溶液A加入預(yù)設(shè)溫度的乙醇中并攪拌，得到聚丙烯酸銨的納米球形聚集體的堿性懸濁液。

上述方案中，所述聚丙烯酸的分子量為2000～8000。

上述方案中，所述有機硅硫化物為雙-[3-(三乙氧基硅)丙基]-二硫化物和/或雙-[3-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物。

上述方案中，所述硅烷為四乙氧基硅烷。

上述方案中，所述預(yù)設(shè)溫度為20～40℃。

本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下：

本發(fā)明所提供的有機-無機復(fù)合型二氧化硅納米空心球，粒徑尺寸基本控制在100nm以下，且通過調(diào)控一系列實驗參數(shù)，空心球的組成(即二硫鍵或四硫鍵的含量)和結(jié)構(gòu)(即粒徑和空腔尺寸)可以調(diào)控，具有高的藥物負載容量，阿霉素的負載量超過30wt％，且對細胞內(nèi)高濃度的谷胱甘肽具有響應(yīng)性降解性能，所述制備方法具有操作簡單、重復(fù)性好、綠色環(huán)保、可規(guī)?；苽洹⑦m用范圍廣等優(yōu)點，在構(gòu)筑藥物遞送系統(tǒng)方面具有巨大的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施方式的有機-無機復(fù)合型二氧化硅納米空心球的制備方法流程圖；

圖2a-c為本發(fā)明實施例1制備的無機SiO2空心球第一樣品的掃描(2a)和透射(2b,c)電子顯微鏡照片；

圖3a-c為本發(fā)明實施例2制備的無機SiO2空心球第二樣品的掃描(3a)和透射(3b,c)電子顯微鏡照片；

圖4a-c為本發(fā)明實施例3制備的無機SiO2空心球第三樣品的掃描(4a)和透射(4b,c)電子顯微鏡照片；

圖5a-c為本發(fā)明實施例4制備的無機SiO2空心球第四樣品的掃描(5a)和透射(5b,c)電子顯微鏡照片；

圖6a-c為本發(fā)明實施例5制備的無機SiO2空心球第五樣品的掃描(6a)和透射(6b,c)電子顯微鏡照片；

圖7a-c為本發(fā)明實施例6制備的無機SiO2空心球第六樣品的掃描(7a)和透射(7b,c)電子顯微鏡照片；

圖8a-c為本發(fā)明實施例7制備的無機SiO2空心球第七樣品的掃描(8a)和透射(8b,c)電子顯微鏡照片；

圖9a-c為本發(fā)明實施例8制備的無機SiO2空心球第八樣品的掃描(9a)和透射(9b,c)電子顯微鏡照片；

圖10a-c為本發(fā)明實施例9制備的無機SiO2空心球第九樣品的掃描(10a)和透射(10b,c)電子顯微鏡照片；

圖11a-e為第九樣品的透射電鏡圖(11a)、空心球骨架中Si(11b)、O(11c)、S(11d)元素的分布圖和Si、O、S元素的疊加復(fù)合圖(11e)；

圖12為第九樣品的能譜圖；

圖13a,b為第九樣品的拉曼光譜圖(13a)和第九樣品波數(shù)300～900cm^-1范圍的放大圖(13b)；

圖14a-c為本發(fā)明實施例10制備的無機SiO2空心球第十樣品的掃描(14a)和透射(14b,c)電子顯微鏡照片；

圖15a-c為本發(fā)明實施例11制備的無機SiO2空心球第十一樣品的掃描(15a)和透射(15b,c)電子顯微鏡照片。

具體實施方式

為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實施例進行詳細描述。

如背景技術(shù)部分所述，構(gòu)筑藥物遞送系統(tǒng)的關(guān)鍵因素之一，就是系統(tǒng)的響應(yīng)性降解性能，以降低或控制納米載體的毒性。系統(tǒng)的響應(yīng)性降解，即載體對存在于細胞環(huán)境中的刺激發(fā)生自降解行為。目前所關(guān)注的刺激性因素包括：弱酸性腫瘤環(huán)境、酶、熱、光照、氧化還原電勢等。其中細胞中的谷胱甘肽(glutathione，r-glutamyl+cysteingl+glycine,GSH)是一種含γ-酰胺鍵和巰基的三肽，由谷氨酸、半胱氨酸及甘氨酸組成，幾乎存在于身體的每一個細胞。谷胱甘肽能幫助保持正常的免疫系統(tǒng)的功能，并具有抗氧化作用和整合解毒作用，半胱氨酸上的巰基為其活性基團(故常簡寫為G-SH)，易與某些藥物、毒素等結(jié)合，而具有整合解毒作用。而且其細胞內(nèi)的含量(2～10×10^-3mol/L)是細胞外的含量(2～20×10^-6mol/L)的100～1000倍，因而被廣泛認為是一種理想的和普遍的刺激物，來實現(xiàn)細胞內(nèi)有效的氧化還原響應(yīng)的藥物釋放和載體降解性能。通常情況下，通過利用二硫鍵鏈接功能有機分子構(gòu)筑遞送系統(tǒng)，或者將有機分子通過二硫鍵連接到無機粒子的表面，以實現(xiàn)GSH響應(yīng)性行為，而骨架中含有二硫鍵或四硫鍵的二氧化硅材料，展現(xiàn)了良好的對GSH的響應(yīng)性載體降解行為。

而構(gòu)筑藥物遞送系統(tǒng)的另一個關(guān)鍵因素，則是遞送系統(tǒng)的藥物負載量。要同時實現(xiàn)高藥物負載量和低毒性，本發(fā)明通過制備粒子尺寸小于100nm的骨架中含有二硫鍵或四硫鍵的二氧化硅納米空心球來完成，即有機-無機復(fù)合型二氧化硅納米膠囊。

本發(fā)明采用聚丙烯酸銨聚集體作為核模板，采用簡單的一鍋式合成方法，成功的實現(xiàn)了在無機的二氧化硅(SiO₂)骨架中引入二硫鍵(-(CH₂)₃-S-S-(CH₂)₃-)和/或者四硫鍵(-(CH₂)₃-S-S-S-S-(CH₂)₃-)，制備了有機-無機復(fù)合型二氧化硅納米空心球。圖1為本發(fā)明實施方式的有機-無機復(fù)合型二氧化硅納米空心球的制備方法流程圖。如圖1所示，上述一鍋式合成方法包括如下制備步驟：

步驟S1，以乙醇為溶劑制備聚丙烯酸銨納米球形聚集體的堿性懸濁液；

步驟S2，將預(yù)設(shè)比例的四乙氧基硅烷和有機硅硫化物進行混合后，以聚丙烯酸/混合硅烷＝8～40wt％的比例，加入所述懸濁液中，在預(yù)設(shè)溫度下進行攪拌，得到復(fù)合物沉淀；

步驟S3，對所述復(fù)合物沉淀進行離心洗滌并干燥，得到有機-無機復(fù)合型二氧化硅納米空心球。

其中，聚丙烯酸銨納米球形聚集體的堿性懸濁液，進一步通過以下步驟制備：

步驟S11，將聚丙烯酸水溶液加入氨水溶液中，其中聚丙烯酸與氨的質(zhì)量比為1:2.73～1:15.2，混合均勻得到溶液A。優(yōu)選的，所述聚丙烯酸的分子量為2000～8000。

步驟S12，將所述溶液A加入預(yù)設(shè)溫度的乙醇中并攪拌，得到聚丙烯酸銨的納米球形聚集體的堿性懸濁液。

進一步的，所述有機硅硫化物為雙-[3-(三乙氧基硅)丙基]-二硫化物和/或雙-[3-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物；所述硅烷為四乙氧基硅烷；所述預(yù)設(shè)溫度為20～40℃。

上述制備方法具有操作簡單、重復(fù)性好、綠色環(huán)保、可規(guī)?；苽洹⑦m用范圍廣等優(yōu)點，在構(gòu)筑藥物遞送系統(tǒng)方面具有巨大的應(yīng)用前景。

通過上述方法所制備的二氧化硅納米空心球，空心球的粒徑尺寸控制在100nm以下，且通過調(diào)控一系列實驗參數(shù)，空心球的組成(即二硫鍵或四硫鍵的含量)和結(jié)構(gòu)(即粒徑和空腔尺寸)可以調(diào)控，具有高的藥物負載容量，阿霉素的負載量超過30wt％，且對細胞內(nèi)高濃度的谷胱甘肽具有響應(yīng)性降解性能。

下面通過具體的實施例結(jié)合附圖，對本發(fā)明做進一步說明。

實施例1

本實施例提供了一種無機二氧化硅(SiO₂)納米空心球，粒徑尺寸為50～60nm，殼層的厚度為10～15nm。殼層成份為單相S iO₂，殼層中硫的含量為0wt％。

本實施例還提供了所述無機SiO₂納米空心球的制備方法，包括如下步驟：

步驟S101，將90mL乙醇加入到容器中，該容器放入恒溫水浴鍋中，水浴鍋的溫度固定在20℃，將磁子放入容器中，并進行劇烈磁力攪拌，磁子尺寸長度為4厘米，攪拌速度為400～800轉(zhuǎn)/分鐘；

步驟S102，將分子量為3000的聚丙烯酸(PAA)配置成濃度為25wt％的水溶液，取0.6mL的聚丙烯酸水溶液(其密度大約為1.0g/cm³)，加入到4.5mL濃度為25～28％的濃氨水溶液(其密度為0.91g/cm³)中，聚丙烯酸分子遇到堿性溶液，會發(fā)生反應(yīng)而生成聚丙烯酸銨；此時，聚丙烯酸分子與氨氣分子的比例為1:6.8～1:7.6。

步驟S103，將步驟S102配置的聚丙烯酸銨堿性溶液逐滴加入到步驟S101中的乙醇溶劑中，以400～800轉(zhuǎn)/分鐘的速度，磁力攪拌20分鐘，由于聚丙烯酸銨在乙醇中具有低的溶解度，因而會形成尺寸均勻的納米尺寸的聚丙烯酸銨納米球形聚集體，從而形成懸濁液；

步驟S104，將1.5mL的硅酸四乙酯(TEOS)逐滴加入到步驟S103的所述懸濁液中，在20℃下攪拌20～28小時，硅酸四乙酯在堿性條件下，逐漸水解并縮聚形成二氧化硅低聚物，由于形成的聚丙烯酸銨納米球形聚集體帶正電荷，會通過靜電作用力吸引帶負電荷的二氧化硅低聚物，隨著反應(yīng)的進行，最終形成二氧化硅包覆聚丙烯酸銨球形聚集體的核殼復(fù)合物，為白色沉淀物；

步驟S105，將步驟S104反應(yīng)得到的白色沉淀物高速離心，離心轉(zhuǎn)速8000～11000轉(zhuǎn)/分鐘，時間是8～12分鐘，倒掉上清液，加入超純水，將該離心管超聲處理，來分散粒子，同時聚丙烯酸銨慢慢的從空心球的空腔中經(jīng)過殼層中的孔道釋放出來，然后再高速離心，這個過程重復(fù)3～6次，確保將聚丙烯酸銨全部洗出來。最后將產(chǎn)物在60攝氏度烘箱中干燥，得到無機二氧化硅的納米空心球，記為第一樣品。

取少量所述無機二氧化硅納米空心球樣品，分散在乙醇中，點樣于掃描臺和透射電鏡的銅網(wǎng)上，之后用掃描電鏡和透射電鏡觀察。圖2a是制備的無機SiO2空心球的掃描電子顯微鏡照片。如圖2所示，制備的無機SiO2空心球具有均勻的粒徑尺寸，其粒徑尺寸為50～60nm。圖2b,c是第一樣品的透射電子顯微鏡照片。如圖2b,c所示，第一樣品的粒子具有空心球結(jié)構(gòu)，殼層的厚度大約為12nm。

這里需要說明的是，本實施例中硅酸四乙酯(TEOS)的純度為>99％，空心球尺寸是通過測量透射電鏡照片中空心球的直徑尺寸，殼層厚度是通過測量透射電鏡照片中空心球的殼層厚度，且在后續(xù)實施例中均為相同測試方式。

實施例2

本實施例提供了一種骨架中含有二硫鍵的有機-無機復(fù)合型SiO₂納米空心球，在無機的二氧化硅殼層骨架中引入二硫鍵而形成的有機-無機復(fù)合的納米空心膠囊。所述納米空心球粒徑尺寸為50～80nm，殼層的厚度為15nm，殼層中硫的含量為0.96wt％。

本實施例還提供了所述有機-無機復(fù)合型SiO₂納米空心球的制備方法，包括如下步驟：

步驟S201，將90mL乙醇加入到容器中，該容器放入恒溫水浴鍋中，水浴鍋的溫度固定在25℃，將磁子放入容器中，并進行劇烈磁力攪拌，磁子尺寸長度為4厘米，攪拌速度為400～800轉(zhuǎn)/分鐘；

步驟S202，將分子量為3000的聚丙烯酸(PAA)配置成濃度為25wt％的水溶液，取0.6mL的聚丙烯酸水溶液，加入到4.5mL濃度為25～28％的氨水溶液中，聚丙烯酸分子遇到堿性溶液，會發(fā)生反應(yīng)而生成聚丙烯酸銨；

步驟S203，將配置的聚丙烯酸銨堿性溶液逐滴加入到乙醇溶劑中，以400～800轉(zhuǎn)/分鐘的速度，磁力攪拌20分鐘，由于聚丙烯酸銨在乙醇中具有低的溶解度，因而會形成尺寸均勻的納米尺寸的聚丙烯酸銨納米球形聚集體，從而形成懸濁液；

步驟S204，將1.3mL的硅酸四乙酯(TEOS)和0.2mL雙-[3-(三乙氧基硅)丙基]-二硫化物(bis(triethoxysilyl propyl)disulfide,BTEPDS)逐滴加入到所述懸濁液中，在25℃下攪拌20～28小時，在堿性條件下，TEOS和BTEPDS逐漸水解并縮聚形成二氧化硅和二硫鍵低聚物，由于形成的聚丙烯酸銨納米球形聚集體帶正電荷，會通過靜電作用力吸引帶負電荷的二氧化硅和二硫鍵低聚物，隨著反應(yīng)的進行，最終形成復(fù)合有二硫鍵的二氧化硅包覆聚丙烯酸銨球形聚集體的核殼復(fù)合物，為白色沉淀物；

步驟S105，將步驟S104反應(yīng)得到的白色沉淀物高速離心，離心轉(zhuǎn)速8000～11000轉(zhuǎn)/分鐘，時間是8～12分鐘，倒掉上清液，加入超純水，將該離心管超聲處理，來分散粒子，同時聚丙烯酸銨慢慢的從空心球的空腔中經(jīng)過殼層中的孔道釋放出來，然后再高速離心，這個過程重復(fù)3～6次，確保將聚丙烯酸銨全部洗出來。最后將產(chǎn)物在60攝氏度烘箱中干燥，得到所述骨架中含有二硫鍵的有機-無機復(fù)合型二氧化硅納米空心球，記為第二樣品。

需要說明的是，本實施例中雙-[3-(三乙氧基硅)丙基]-二硫化物(bis(triethoxysilyl propyl)disulfide,BTEPDS)的純度為>98％，產(chǎn)物中硫的含量是通過掃描電鏡顯微鏡的能譜儀測試獲得的，且在后續(xù)實施例中無特殊說明的情況下均如此。

取少量所述骨架中含有二硫鍵的SiO2納米空心球第二樣品，分散在乙醇中，點樣于掃描臺和透射電鏡的銅網(wǎng)上，之后用掃描電鏡和透射電鏡觀察。圖3a是制備的骨架中含有二硫鍵的SiO2空心球的掃描電子顯微鏡照片。如圖3a所示，制備的骨架中含有二硫鍵的SiO2空心球具有均勻的粒徑尺寸，其粒徑尺寸為50～80nm。圖3b,c是第二樣品的透射電子顯微鏡照片。如圖3b,c所示，第二樣品的粒子具有空心球結(jié)構(gòu)，殼層的厚度大約為12nm。

實施例3

本實施例提供了一種骨架中含有二硫鍵的有機-無機復(fù)合型SiO₂納米空心球，在無機的二氧化硅殼層骨架中引入二硫鍵而形成的有機-無機復(fù)合的納米空心膠囊，記為第三樣品。所述納米空心球粒徑尺寸為50～80nm，殼層的厚度為10～13nm，殼層中硫的含量為1.32wt％。

本實施例還提供了所述有機-無機復(fù)合型SiO₂納米空心球的制備方法，所述制備方法的步驟S301至步驟S305與實施例2的步驟S201至步驟S205基本一致，所不同的是，步驟S304中TEOS的量為1.1mL，BTEPDS的量為0.4mL，步驟S301和步驟S304中的溫度為40℃。

取少量所述骨架中含有二硫鍵的SiO2納米空心球第三樣品，分散在乙醇中，點樣于掃描臺和透射電鏡的銅網(wǎng)上，之后用掃描電鏡和透射電鏡觀察。圖4a是制備的骨架中含有二硫鍵的SiO2空心球的掃描電子顯微鏡照片。如圖4a所示，制備的骨架中含有二硫鍵的SiO2空心球具有均勻的粒徑尺寸，其粒徑尺寸為50～80nm。圖4b,c是第三樣品的透射電子顯微鏡照片。如圖4b,c所示，第三樣品的粒子具有空心球結(jié)構(gòu)，殼層的厚度大約為10～13nm。

實施例4

本實施例提供了一種骨架中含有二硫鍵的有機-無機復(fù)合型SiO₂納米空心球，在無機的二氧化硅殼層骨架中引入二硫鍵而形成的有機-無機復(fù)合的納米空心膠囊，記為第四樣品。所述納米空心球粒徑尺寸為50～80nm，殼層的厚度為10nm，殼層中硫的含量為2.72wt％。

本實施例還提供了所述有機-無機復(fù)合型SiO₂納米空心球的制備方法，所述制備方法的步驟S401至步驟S405與實施例2的步驟S201至步驟S205基本一致，所不同的是，步驟S402中所取的濃氨水溶液為4.5mL，步驟S404中TEOS的量為0.9mL，BTEPDS的量為0.6mL。

取少量所述骨架中含有二硫鍵的SiO2納米空心球第四樣品，分散在乙醇中，點樣于掃描臺和透射電鏡的銅網(wǎng)上，之后用掃描電鏡和透射電鏡觀察。圖5a是制備的骨架中含有二硫鍵的SiO2空心球的掃描電子顯微鏡照片。如圖5a所示，制備的骨架中含有二硫鍵的SiO2空心球具有均勻的粒徑尺寸，其粒徑尺寸為50～80nm。圖5b,c是第四樣品的透射電子顯微鏡照片。如圖5b,c所示，第四樣品的粒子具有空心球結(jié)構(gòu)，殼層的厚度大約為10～13nm。

實施例5

本實施例提供了一種骨架中含有二硫鍵的有機-無機復(fù)合型SiO₂納米空心球，在無機的二氧化硅殼層骨架中引入二硫鍵而形成的有機-無機復(fù)合的納米空心膠囊，記為第五樣品。所述納米空心球粒徑尺寸為50～80nm，殼層的厚度為10nm，殼層中硫的含量為3.15wt％。

本實施例還提供了所述有機-無機復(fù)合型SiO₂納米空心球的制備方法，所述制備方法的步驟S501至步驟S505與實施例2的步驟S201至步驟S205基本一致，所不同的是，步驟S502中所取的濃氨水溶液為4.5mL，步驟S504中TEOS的量為0.75mL，BTEPDS的量為0.75mL。

取少量所述骨架中含有二硫鍵的SiO2納米空心球第五樣品，分散在乙醇中，點樣于掃描臺和透射電鏡的銅網(wǎng)上，之后用掃描電鏡和透射電鏡觀察。圖6a是制備的骨架中含有二硫鍵的SiO2空心球的掃描電子顯微鏡照片。如圖6a所示，制備的骨架中含有二硫鍵的SiO2空心球具有均勻的粒徑尺寸，其粒徑尺寸為50～80nm。圖6b,c是第五樣品的透射電子顯微鏡照片。如圖6b,c所示，第五樣品的粒子具有空心球結(jié)構(gòu)，殼層的厚度大約為10nm。

實施例6

本實施例提供了一種骨架中含有二硫鍵的有機-無機復(fù)合型SiO₂納米空心球，在無機的二氧化硅殼層骨架中引入二硫鍵而形成的有機-無機復(fù)合的納米空心膠囊，記為第六樣品。所述納米空心球粒徑尺寸為50～100nm，殼層的厚度為10nm，殼層中硫的含量為6.7wt％。

本實施例還提供了所述有機-無機復(fù)合型SiO₂納米空心球的制備方法，所述制備方法的步驟S601至步驟S605與實施例2的步驟S201至步驟S205基本一致，所不同的是，步驟S604中TEOS的量為0.6mL，BTEPDS的量為0.9mL。

取少量所述骨架中含有二硫鍵的SiO2納米空心球第六樣品，分散在乙醇中，點樣于掃描臺和透射電鏡的銅網(wǎng)上，之后用掃描電鏡和透射電鏡觀察。圖7a是制備的骨架中含有二硫鍵的SiO2空心球的掃描電子顯微鏡照片。如圖7a所示，制備的骨架中含有二硫鍵的SiO2空心球具有均勻的粒徑尺寸，其粒徑尺寸為50～100nm。圖7b,c是第六樣品的透射電子顯微鏡照片。如圖7b,c所示，第六樣品的粒子具有空心球結(jié)構(gòu)，殼層的厚度大約為10nm。

實施例7

本實施例提供了一種骨架中含有四硫鍵的有機-無機復(fù)合型SiO₂納米空心球，在無機的二氧化硅殼層骨架中引入四硫鍵而形成的有機-無機復(fù)合的納米空心膠囊，記為第七樣品。所述納米空心球粒徑尺寸為50～80nm，殼層的厚度為15nm，殼層中硫的含量為1.10wt％。

本實施例還提供了所述有機-無機復(fù)合型SiO₂納米空心球的制備方法，所述制備方法的步驟S701至步驟S705與實施例2的步驟S201至步驟S205基本一致，所不同的是，步驟S704中所添加的是TEOS和BTEPTS，且TEOS的量為1.3mL，BTEPTS的量為0.2mL。

取少量所述骨架中含有四硫鍵的SiO2納米空心球第七樣品，分散在乙醇中，點樣于掃描臺和透射電鏡的銅網(wǎng)上，之后用掃描電鏡和透射電鏡觀察。圖8a是制備的骨架中含有四硫鍵的SiO2空心球的掃描電子顯微鏡照片。如圖8a所示，制備的骨架中含有四硫鍵的SiO2空心球具有均勻的粒徑尺寸，其粒徑尺寸為50～80nm。圖8b,c是第七樣品的透射電子顯微鏡照片。如圖8b,c所示，第七樣品的粒子具有空心球結(jié)構(gòu)，殼層的厚度大約為15nm。

實施例8

本實施例提供了一種骨架中含有四硫鍵的有機-無機復(fù)合型SiO₂納米空心球，在無機的二氧化硅殼層骨架中引入四硫鍵而形成的有機-無機復(fù)合的納米空心膠囊，記為第八樣品。所述納米空心球粒徑尺寸為50～100nm，殼層的厚度為15nm，殼層中硫的含量為1.85wt％。

本實施例還提供了所述有機-無機復(fù)合型SiO₂納米空心球的制備方法，所述制備方法的步驟S801至步驟S805與實施例7的步驟S701至步驟S705基本一致，所不同的是，步驟S804中TEOS的量為1.1mL，BTEPTS的量為0.4mL。

取少量所述骨架中含有四硫鍵的SiO2納米空心球第八樣品，分散在乙醇中，點樣于掃描臺和透射電鏡的銅網(wǎng)上，之后用掃描電鏡和透射電鏡觀察。圖9a是制備的骨架中含有四硫鍵的SiO2空心球的掃描電子顯微鏡照片。如圖9a所示，制備的骨架中含有四硫鍵的SiO2空心球具有均勻的粒徑尺寸，其粒徑尺寸為50～100nm。圖9b,c是第八樣品的透射電子顯微鏡照片。如圖9b,c所示，第八樣品的粒子具有空心球結(jié)構(gòu)，殼層的厚度大約為15nm。

實施例9

本實施例提供了一種骨架中含有四硫鍵的有機-無機復(fù)合型SiO₂納米空心球，在無機的二氧化硅殼層骨架中引入四硫鍵而形成的有機-無機復(fù)合的納米空心膠囊，記為第九樣品。所述納米空心球粒徑尺寸為50～100nm，殼層的厚度為15nm，殼層中硫的含量為3.51wt％。

本實施例還提供了所述有機-無機復(fù)合型SiO₂納米空心球的制備方法，所述制備方法的步驟S901至步驟S905與實施例7的步驟S701至步驟S705基本一致，所不同的是，步驟S904中TEOS的量為0.9mL，BTEPTS的量為0.6mL。

少量所述骨架中含有四硫鍵的SiO2納米空心球第九樣品，分散在乙醇中，點樣于掃描臺和透射電鏡的銅網(wǎng)上，之后用掃描電鏡和透射電鏡觀察。圖10a是制備的骨架中含有四硫鍵的SiO2空心球的掃描電子顯微鏡照片。如圖10a所示，制備的骨架中含有四硫鍵的SiO2空心球具有均勻的粒徑尺寸，其粒徑尺寸為50～100nm。圖10b,c是第九樣品的透射電子顯微鏡照片。如圖10b,c所示，第九樣品的粒子具有空心球結(jié)構(gòu)，殼層的厚度大約為15nm。

圖11為第九樣品的Si、O和S三種元素在骨架中含有四硫鍵的SiO2空心球中的分布情況，圖中顯示：這3中元素均勻的分散在空心球的骨架中，表明S元素均勻引入骨架中。

圖12為第九樣品骨架中含有四硫鍵的SiO2空心球的元素組成，其半定量組成為：Si:47.37wt％；O:45.83wt％；C:3.30wt％；S:3.51wt％.

圖13為第九樣品骨架中含有四硫鍵的SiO2空心球的拉曼光譜，圖13a顯示空心球中沒有巰基(其峰位置在2500cm^-1)的存在，圖13b為第九樣品波數(shù)300～900cm^-1的放大圖，其證明了硫-硫鍵和碳-硫鍵的存在。

實施例10

本實施例提供了一種骨架中含有四硫鍵的有機-無機復(fù)合型SiO₂納米空心球，在無機的二氧化硅殼層骨架中引入四硫鍵而形成的有機-無機復(fù)合的納米空心膠囊，記為第十樣品。所述納米空心球粒徑尺寸為50～100nm，殼層的厚度為8nm，殼層中硫的含量為4.54wt％。

本實施例還提供了所述有機-無機復(fù)合型SiO₂納米空心球的制備方法，所述制備方法的步驟S1001至步驟S1005與實施例7的步驟S701至步驟S705基本一致，所不同的是，步驟S1004中TEOS的量為0.6mL，BTEPTS的量為0.9mL。

少量所述骨架中含有四硫鍵的SiO2納米空心球第十樣品，分散在乙醇中，點樣于掃描臺和透射電鏡的銅網(wǎng)上，之后用掃描電鏡和透射電鏡觀察。圖14a是制備的骨架中含有四硫鍵的SiO2空心球的掃描電子顯微鏡照片。如圖14a所示，制備的骨架中含有四硫鍵的SiO2空心球具有均勻的粒徑尺寸，其粒徑尺寸為50～100nm。圖14b,c是第十樣品的透射電子顯微鏡照片。如圖14b,c所示，第十樣品的粒子具有空心球結(jié)構(gòu)，殼層的厚度大約為8nm。

實施例11

本實施例提供了一種骨架中同時含有二硫鍵和四硫鍵的有機-無機復(fù)合型SiO₂納米空心球，在無機的二氧化硅殼層骨架中引入二硫鍵和四硫鍵而形成的有機-無機復(fù)合的納米空心膠囊，記為第十一樣品。所述納米空心球粒徑尺寸為50～100nm，殼層的厚度為5～20nm，殼層中硫的含量為10wt％。

本實施例還提供了所述有機-無機復(fù)合型SiO₂納米空心球的制備方法，所述制備方法的步驟S1101至步驟S1105與實施例7的步驟S701至步驟S705基本一致，所不同的是，步驟S1104中TEOS的量為0.4mL，BTEPTS的量為0.5mL，另外還加入了BTEPDS，所述BTEPDS的量為0.6mL。

少量所述骨架中同時含有二硫鍵和四硫鍵的SiO2納米空心球第十一樣品，分散在乙醇中，點樣于掃描臺和透射電鏡的銅網(wǎng)上，之后用掃描電鏡和透射電鏡觀察。圖15a是制備的骨架中同時含有二硫鍵和四硫鍵的SiO2空心球的掃描電子顯微鏡照片。如圖15a所示，制備的骨架中同時含有二硫鍵和四硫鍵的SiO2空心球具有均勻的粒徑尺寸，其粒徑尺寸為50～100nm。圖15b,c是第十一樣品的透射電子顯微鏡照片。如圖15b,c所示，第十一樣品的粒子具有空心球結(jié)構(gòu)，殼層的厚度大約為5～20nm。

實施例12

本實施例提供了一種骨架中含有二硫鍵的有機-無機復(fù)合型SiO₂納米空心球，記為第十二樣品。所述納米空心球粒徑尺寸為50～60nm，殼層的厚度為15nm，殼層中硫的含量為3.21wt％，制備的產(chǎn)物的重量達到1克。

本實施例還提供了所述有機-無機復(fù)合型SiO₂納米空心球的制備方法，所述制備方法的步驟S1201至步驟S1205與實施例4的步驟S401至步驟S405基本一致，所不同的是，步驟S1201中所加入的乙醇是360mL,步驟S1202中所加入的聚丙烯酸水溶液為2.4mL，加入的25～28％的氨水溶液體積為18mL，步驟S1204中所加入的TEOS量為3.6mL，所加入的BTEPDS為2.4mL。

實施例13

本實施例提供了一種骨架中含有二硫鍵的有機-無機復(fù)合型SiO₂納米空心球，記為第十三樣品。所述納米空心球粒徑尺寸為40～60nm，殼層的厚度為8～10nm，殼層中硫的含量為2.68wt％。

本實施例還提供了所述有機-無機復(fù)合型SiO₂納米空心球的制備方法，所述制備方法的步驟S1301至步驟S1305與實施例4的步驟S401至步驟S405基本一致，所不同的是，步驟S1302中的聚丙烯酸分子量為2000。

實施例14

本實施例提供了一種骨架中含有二硫鍵的有機-無機復(fù)合型SiO₂納米空心球，記為第十四樣品。所述納米空心球粒徑尺寸為50～90nm，殼層的厚度為10～12nm，殼層中硫的含量為2.81wt％。

本實施例還提供了所述有機-無機復(fù)合型SiO₂納米空心球的制備方法，所述制備方法的步驟S1401至步驟S1405與實施例4的步驟S401至步驟S405基本一致，所不同的是，步驟S1402中的聚丙烯酸分子量為5000。

實施例15

本實施例提供了一種骨架中含有二硫鍵的有機-無機復(fù)合型SiO₂納米空心球，記為第十五樣品。所述納米空心球粒徑尺寸為50～100nm，殼層的厚度為12～16nm，殼層中硫的含量為2.66wt％。

本實施例還提供了所述有機-無機復(fù)合型SiO₂納米空心球的制備方法，所述制備方法的步驟S1501至步驟S1505與實施例4的步驟S401至步驟S405基本一致，所不同的是，步驟S1502中的聚丙烯酸分子量為8000。

實施例16

本實施例提供了一種骨架中含有二硫鍵的有機-無機復(fù)合型SiO₂納米空心球，記為第十六樣品。所述納米空心球粒徑尺寸為20～50nm，殼層的厚度為10nm，殼層中硫的含量為2.59wt％。

本實施例還提供了所述有機-無機復(fù)合型SiO₂納米空心球的制備方法，所述制備方法的步驟S1601至步驟S1605與實施例4的步驟S401至步驟S405基本一致，所不同的是，步驟S1602中所取的聚丙烯酸水溶液的量為0.3mL，此時，聚丙烯酸/混合硅烷＝8的比例，聚丙烯酸分子與氨氣分子的比例為1:13.3～1:15.2。

實施例17

本實施例提供了一種骨架中含有二硫鍵的有機-無機復(fù)合型SiO₂納米空心球，記為第十七樣品。所述納米空心球粒徑尺寸為60～100nm，殼層的厚度為10nm，殼層中硫的含量為2.68wt％。

本實施例還提供了所述有機-無機復(fù)合型SiO₂納米空心球的制備方法，所述制備方法的步驟S1701至步驟S1705與實施例4的步驟S401至步驟S405基本一致，所不同的是，步驟S1702中所取的聚丙烯酸水溶液的量為1.5mL，此時，聚丙烯酸/混合硅烷＝40的比例，聚丙烯酸分子與氨氣分子的比例為1:2.73～1:3.05。

上述實施例2～17所制備的有機-無機復(fù)合型二氧化硅納米空心球，粒徑尺寸基本控制在100nm以下，且通過調(diào)控一系列實驗參數(shù)，空心球的組成(即二硫鍵或四硫鍵的含量)和結(jié)構(gòu)(即粒徑和空腔尺寸)可以調(diào)控，具有高的藥物負載容量，阿霉素的負載量超過30wt％，且對細胞內(nèi)高濃度的谷胱甘肽具有響應(yīng)性降解性能，所述制備方法具有操作簡單、重復(fù)性好、綠色環(huán)保、可規(guī)?；苽洹⑦m用范圍廣等優(yōu)點，在構(gòu)筑藥物遞送系統(tǒng)方面具有巨大的應(yīng)用前景。

以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。