本發(fā)明屬于納米材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種柔性中空介孔有機(jī)氧化硅納米囊材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
納米藥物經(jīng)靜脈注射到血液后，必須穿過(guò)腫瘤血管壁到達(dá)腫瘤細(xì)胞才能發(fā)揮作用。惡性腫瘤的血管壁間隙大，結(jié)構(gòu)完整性差，淋巴回流缺失，滲透性高于正常的組織血管。利用惡性腫瘤血管閾值比正常組織大的特性，可將藥物載體選擇性遞送到腫瘤組織。但是，腫瘤血管具有多種尺寸的孔隙（即滲透閾值），尺寸大的探針難以穿過(guò)腫瘤血管；而小尺寸的探針會(huì)被肝、腎快速代謝掉。具有形變特性的柔性納米材料可穿過(guò)孔徑比其粒徑小的毛細(xì)血管，有利于穿過(guò)腫瘤血管進(jìn)入腫瘤細(xì)胞。同時(shí)，研究發(fā)現(xiàn)柔性納米材料具有更長(zhǎng)的血液循環(huán)時(shí)間，可增加腫瘤靶向幾率。因此，發(fā)展可形變的柔性多功能分子影像探針，有利于延長(zhǎng)血液循環(huán)時(shí)間，提高腫瘤血管穿透性和腫瘤靶向效率，從而增強(qiáng)腫瘤診療效果。
目前國(guó)際上研究較多的藥物載體材料包括脂質(zhì)體、膠束、無(wú)機(jī)納米顆粒等。然而，脂質(zhì)體、膠束等有機(jī)分子的穩(wěn)定性差，在穿過(guò)毛細(xì)血管時(shí)會(huì)引起結(jié)構(gòu)破壞，導(dǎo)致藥物爆炸式釋放。近年來(lái)，介孔納米材料因具有高的載藥量、易功能化、良好的生物相容性和生理穩(wěn)定性成為腫瘤分子影像探針和藥物載體的研究熱點(diǎn)。然而，由于無(wú)機(jī)介孔材料的骨架結(jié)構(gòu)剛性強(qiáng)，基于無(wú)機(jī)介孔材料構(gòu)建的納米診療探針不具備柔性、可形變的特點(diǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
解決的技術(shù)問(wèn)題：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本申請(qǐng)?zhí)岢鲆环N柔性中空介孔有機(jī)氧化硅納米囊及制備方法，這種納米囊具有柔性可形變的特性，有利于穿過(guò)腫瘤血管，其介孔結(jié)構(gòu)可以高效裝載抗腫瘤藥物，解決現(xiàn)有技術(shù)中穩(wěn)定性差、不具備柔性和不可形變等技術(shù)問(wèn)題。
技術(shù)方案：一種柔性中空介孔有機(jī)氧化硅納米囊材料，所述柔性中空介孔有機(jī)氧化硅納米囊材料是具有中空結(jié)構(gòu)的柔性有機(jī)氧化硅顆粒，所述有機(jī)氧化硅顆粒由表面活性劑、氨水、乙醇、水、正硅酸四乙酯、橋聯(lián)型有機(jī)氧化硅源、堿溶液和濃鹽酸制成，所述有機(jī)氧化硅顆粒的外殼具有介孔孔道，所述有機(jī)氧化硅顆粒中含有硫醚基團(tuán)、苯基或乙烷基團(tuán)。
作為本申請(qǐng)的一種優(yōu)選技術(shù)方案：所述有機(jī)氧化硅的粒徑為240~300nm；
作為本申請(qǐng)的一種優(yōu)選技術(shù)方案：所述介孔孔道的孔徑為2.6~3.2nm，比表面為280~880m2/g。
一種所述的柔性中空介孔有機(jī)氧化硅納米囊材料的制備方法，包括如下步驟：
第一步：將表面活性劑溶于氨水、乙醇和水的混合溶液中，在20~50℃加熱攪拌條件下加入正硅酸四乙酯和橋聯(lián)型有機(jī)氧化硅源，進(jìn)行反應(yīng)后，得到乳白色溶液；
第二步：將所述乳白色溶液進(jìn)行固液分離后，收集固相部分用堿溶液進(jìn)行刻蝕；
第三步：進(jìn)行固液分離，收集固相部分，加入濃鹽酸和乙醇的混合溶液中，在20-60℃下萃取去除表面活性劑，得到所述柔性中空介孔有機(jī)氧化硅納米囊材料。
作為本申請(qǐng)的一種優(yōu)選技術(shù)方案：所述表面活性劑為十六烷基三甲基溴化銨或十六烷基三甲基氯化銨。
作為本申請(qǐng)的一種優(yōu)選技術(shù)方案：所述氨水、乙醇和水的混合溶液中氨水、乙醇和水體積比為1ml氨水：30ml乙醇：75ml水，所述氨水所含nh3的質(zhì)量百分濃度為25%。
作為本申請(qǐng)的一種優(yōu)選技術(shù)方案：所述橋聯(lián)型有機(jī)氧化硅源選自1,2-二(三乙氧基硅基)乙烷、雙[γ-(三乙氧基硅基)丙基]四硫化物和1,2-雙(三乙氧基硅基)苯中的一種。
作為本申請(qǐng)的一種優(yōu)選技術(shù)方案：所述固液分離的方法是離心和水洗。
作為本申請(qǐng)的一種優(yōu)選技術(shù)方案：所述堿溶液為氫氧化鈉、碳酸鈉、或碳酸氫鈉溶液，濃度為0.1~1.0m。
作為本申請(qǐng)的一種優(yōu)選技術(shù)方案：所述濃鹽酸和乙醇的混合溶液中濃鹽酸和乙醇體積比為100μl濃鹽酸：200ml乙醇。
有益效果：
1.腫瘤細(xì)胞分別攝取實(shí)心介孔納米顆粒與柔性中空介孔有機(jī)氧化硅納米囊，與實(shí)心的介孔納米顆粒相比，腫瘤細(xì)胞顯著增強(qiáng)了對(duì)柔性中空介孔有機(jī)氧化硅納米囊的攝取，說(shuō)明這種柔性納米囊在腫瘤藥物遞送領(lǐng)域具有廣闊前景。
2.本申請(qǐng)制備柔性中空介孔有機(jī)氧化硅納米囊的方法不需要引入模板，通過(guò)堿刻蝕即可獲得中空結(jié)構(gòu)。
3.通過(guò)調(diào)節(jié)橋聯(lián)型有機(jī)硅源前驅(qū)體可在柔性中空介孔有機(jī)氧化硅納米囊中引入不同有機(jī)基團(tuán)，使材料具有柔性、可形變的性能。
4.本申請(qǐng)所有合成工藝簡(jiǎn)單、有效，所用表面活性劑等試劑價(jià)格低廉。
5.本申請(qǐng)制備的柔性中空介孔有機(jī)氧化硅納米囊材料有望在延長(zhǎng)血液循環(huán)時(shí)間、增加腫瘤靶向性以及提高腫瘤血管滲透性方面發(fā)揮巨大作用。
6.本申請(qǐng)制備的柔性中空介孔有機(jī)氧化硅納米囊材料具有均一粒徑、高比表面積、均一的介孔和有機(jī)基團(tuán)摻雜的骨架。
7.制備過(guò)程具有對(duì)設(shè)備要求低、工藝過(guò)程簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。
附圖說(shuō)明
圖1是本申請(qǐng)?jiān)趯?shí)施例1的工藝條件下制得的柔性中空介孔有機(jī)氧化硅納米囊材料的透射電子顯微鏡照片。
圖2是本申請(qǐng)?jiān)趯?shí)施例2的工藝條件下制得的柔性中空介孔有機(jī)氧化硅納米囊材料的透射電子顯微鏡照片。
圖3是本申請(qǐng)?jiān)趯?shí)施例2制備的柔性中空介孔有機(jī)氧化硅納米囊材料表面包覆二氧化硅后的透射電子顯微鏡照片。
圖4是本申請(qǐng)?jiān)趯?shí)施例3的工藝條件下制得的柔性中空介孔有機(jī)氧化硅納米囊材料的透射電子顯微鏡照片。
圖5是本申請(qǐng)腫瘤細(xì)胞分別攝取實(shí)心介孔納米顆粒與柔性中空介孔有機(jī)氧化硅納米囊的曲線(xiàn)對(duì)比圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本申請(qǐng)的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本申請(qǐng)，但不以任何形式限制本申請(qǐng)。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本申請(qǐng)構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本申請(qǐng)的保護(hù)范圍。
實(shí)施例1：
如圖1和圖5所示，一種柔性中空介孔有機(jī)氧化硅納米囊材料，所述柔性中空介孔有機(jī)氧化硅納米囊材料是具有中空結(jié)構(gòu)的柔性有機(jī)氧化硅顆粒，所述有機(jī)氧化硅顆粒由表面活性劑、氨水、乙醇、水、正硅酸四乙酯、橋聯(lián)型有機(jī)氧化硅源、堿溶液和濃鹽酸制成，所述有機(jī)氧化硅顆粒的外殼具有介孔孔道，所述柔性中空介孔有機(jī)氧化硅納米囊材料的制備方法，包括以下步驟：
第一步：將0.16g十六烷基三甲基溴化銨溶于75ml水、30ml乙醇和1ml氨水的混合溶液中，該氨水所含nh3的質(zhì)量百分濃度為25%，在35℃、300rpm攪拌條件下將0.25ml正硅酸四乙酯和0.1ml雙[γ-(三乙氧基硅基)丙基]四硫化物，反應(yīng)24h，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，正硅酸四乙酯和雙[γ-(三乙氧基硅基)丙基]四硫化物發(fā)生水解，水解的硅物種與表面活性劑進(jìn)行自組裝，并在其表面交聯(lián)縮合，得到白色的溶液，形成具有高縮合度表面的介孔有機(jī)氧化硅；
第二步：將第一步所得白色溶液離心、水洗，收集固相部分轉(zhuǎn)移至30ml0.5m的naco3溶液中，刻蝕30min，刻蝕掉內(nèi)部低縮合度的有機(jī)氧化硅骨架，形成柔性中空結(jié)構(gòu)；
第三步：將第二步所得的反應(yīng)產(chǎn)物離心、水洗，轉(zhuǎn)移至100μl濃鹽酸和200ml乙醇的混合溶液中，在60℃條件下加熱3h萃取去除表面活性劑，重復(fù)3次，最終得到柔性中空介孔有機(jī)氧化硅納米囊。
本實(shí)施例中得到的柔性中空介孔有機(jī)氧化硅納米囊材料的透射電子顯微鏡照片如圖1所示，具有中空結(jié)構(gòu)，骨架為硫醚基團(tuán)橋聯(lián)的有機(jī)氧化硅，粒徑為290nm，孔道的孔徑為3.2nm，將測(cè)定，其比表面積為878m2/g；如圖5所示，腫瘤細(xì)胞分別攝取實(shí)心介孔納米顆粒與柔性中空介孔有機(jī)氧化硅納米囊，與實(shí)心的介孔納米顆粒相比，腫瘤細(xì)胞顯著增強(qiáng)了對(duì)柔性中空介孔有機(jī)氧化硅納米囊的攝取，說(shuō)明這種柔性納米囊在腫瘤藥物遞送領(lǐng)域具有廣闊前景。
實(shí)施例2：
如圖2和圖3所示，一種柔性中空介孔有機(jī)氧化硅納米囊材料，所述柔性中空介孔有機(jī)氧化硅納米囊材料是具有中空結(jié)構(gòu)的柔性有機(jī)氧化硅顆粒，所述有機(jī)氧化硅顆粒由表面活性劑、氨水、乙醇、水、正硅酸四乙酯、橋聯(lián)型有機(jī)氧化硅源、堿溶液和濃鹽酸制成，所述有機(jī)氧化硅顆粒的外殼具有介孔孔道，所述柔性中空介孔有機(jī)氧化硅納米囊材料的制備方法，包括以下步驟：
第一步：將0.16g十六烷基三甲基溴化銨溶于75ml水，30ml乙醇和1ml氨水的混合溶液中，該氨水所含nh3的質(zhì)量百分濃度為25%，在35℃、300rpm攪拌條件下將0.25ml正硅酸四甲酯和0.05ml1,2-雙(三乙氧基硅基)苯，反應(yīng)24h，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，正硅酸四乙酯和1,2-雙(三乙氧基硅基)苯發(fā)生水解，水解的硅物種與表面活性劑進(jìn)行自組裝，并在其表面交聯(lián)縮合，得到白色的溶液，形成具有高縮合度表面的介孔有機(jī)氧化硅；
第二步：將第一步所得白色溶液離心、水洗，收集固相部分轉(zhuǎn)移至200ml0.3m的naoh溶液中，刻蝕20min，刻蝕掉內(nèi)部低縮合度的有機(jī)氧化硅骨架，形成柔性中空結(jié)構(gòu)；
第三步：將第二步所得的反應(yīng)產(chǎn)物離心、水洗，轉(zhuǎn)移至100μl濃鹽酸和200ml乙醇的混合溶液中，在60℃條件下加熱3h萃取去除表面活性劑，重復(fù)3次，最終得到柔性中空介孔有機(jī)氧化硅納米囊。
本實(shí)施例中得到的柔性中空介孔有機(jī)氧化硅納米囊材料的透射電子顯微鏡照片如圖2所示，具有中空結(jié)構(gòu)，骨架為硫醚基團(tuán)橋聯(lián)的有機(jī)氧化硅，粒徑為240nm，孔道的孔徑為2.6nm，將測(cè)定，其比表面積為679m2/g。柔性中空介孔有機(jī)氧化硅納米囊材料表面固定二氧化硅的透射電子顯微鏡照片如圖3所示，軟球在溶液中生長(zhǎng)氧化硅固定后為球形，固定后為不可形變。與未固定的球相比，說(shuō)明固定前的中空球具有柔性可形變的特性。
實(shí)施例3：
如圖4所示，一種柔性中空介孔有機(jī)氧化硅納米囊材料，所述柔性中空介孔有機(jī)氧化硅納米囊材料是具有中空結(jié)構(gòu)的柔性有機(jī)氧化硅顆粒，所述有機(jī)氧化硅顆粒由表面活性劑、氨水、乙醇、水、正硅酸四乙酯、橋聯(lián)型有機(jī)氧化硅源、堿溶液和濃鹽酸制成，所述有機(jī)氧化硅顆粒的外殼具有介孔孔道，所述柔性中空介孔有機(jī)氧化硅納米囊材料的制備方法，包括以下步驟：
第一步：將0.16g十六烷基三甲基溴化銨溶于75ml水、30ml乙醇和1ml氨水的混合溶液中，該氨水所含nh3的質(zhì)量百分濃度為25%，在35℃、300rpm攪拌條件下將0.25ml正硅酸四乙酯和0.25ml1,2-二(三乙氧基硅基)乙烷，反應(yīng)24h，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，正硅酸四乙酯和1,2-二(三乙氧基硅基)乙烷發(fā)生水解，水解的硅物種與表面活性劑進(jìn)行自組裝，并在其表面交聯(lián)縮合，得到白色的溶液，形成具有高縮合度表面的介孔有機(jī)氧化硅；
第二步：將第一步所得白色溶液離心、水洗，收集固相部分轉(zhuǎn)移至15ml1m的nahco3溶液中，刻蝕10min，刻蝕掉內(nèi)部低縮合度的有機(jī)氧化硅骨架，形成柔性中空結(jié)構(gòu)；
第三步：將第二步所得的反應(yīng)產(chǎn)物離心、水洗，轉(zhuǎn)移至100μl濃鹽酸和200ml乙醇的混合溶液中，在60℃條件下加熱3h萃取去除表面活性劑，重復(fù)3次，最終得到柔性中空介孔有機(jī)氧化硅納米囊。
本實(shí)施例中得到的柔性中空介孔有機(jī)氧化硅納米囊材料的透射電子顯微鏡照片如圖4所示，具有中空結(jié)構(gòu)，骨架為硫醚基團(tuán)橋聯(lián)的有機(jī)氧化硅，粒徑為280nm，孔道的孔徑為2.9nm，將測(cè)定，其比表面積為280m2/g。
本發(fā)明未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
以上對(duì)本申請(qǐng)的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本申請(qǐng)并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本申請(qǐng)的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。