本發(fā)明涉及一種核殼結構的四氧化三鐵/金/二氧化硅納米粒子的制備及用近紅外光控制藥物釋放，屬于材料合成和生物醫(yī)藥領域。

技術背景

藥物緩釋技術出現(xiàn)于80年代，藥物的可控釋放的形式可以產(chǎn)生適度的反應，較小的副作用和較長的療效。這種給藥方式可以調(diào)節(jié)藥物釋放速度，減少給藥次數(shù)，從而增加了藥物治療的安全性、高效性和可靠性。因此，使一種藥物高效的、可預計的釋放，并持續(xù)較長時間的療效在臨床上是很有意義的。

納米四氧化三鐵因其特殊的理化性質及在生物醫(yī)學領域潛在的應用而得到廣泛研究。納米四氧化三鐵在藥物緩釋中具有外加磁場靶向定位的作用。金納米粒子具有很好的光學性能，可以將光能轉化成熱能。介孔二氧化硅在藥物緩釋中可以有效的提高藥物的裝載率，并且介孔二氧化硅具有很好的生物相容性和低的細胞毒性。因此合成四氧化三鐵/金/二氧化硅納米復合材料，可以通過外加磁場進行靶向定位，利用介孔二氧化硅提高藥物的裝載量，在近紅外光照射下將光能轉化成熱能控制藥物釋放。依托泊苷被廣泛的應用于癌癥的化療，其主要用于治療小細胞肺癌，對急性白血病、惡性淋巴瘤、睪丸腫瘤、膀胱癌、前列腺癌、胃癌、絨毛膜上皮癌、卵巢癌、惡性葡萄胎等也有效。但由于大量的依托泊苷對人體的正常細胞具有損害，因此需要控制依托泊苷的釋放量減少對正常細胞的損傷。依托泊苷作為基體藥物被很好的用于藥物緩釋。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是在于提供一種核殼結構的四氧化三鐵/金/二氧化硅納米粒子的制備及用近紅外光控制藥物釋放，使藥物靶向釋放，并維持較長時間的藥效。

本發(fā)明所述一種核殼結構的四氧化三鐵/金/二氧化硅納米粒子的制備及用近紅外光控制藥物釋放，包括以下步驟：

a、制備納米四氧化三鐵：取Fe²⁺與Fe³⁺摩爾比為1:2，分別稱取FeSO₄·7H₂O和FeCl₃·6H₂O溶于20mL蒸餾水中并進行機械攪拌，通氮氣保護。向溶液中滴加NH₃·H₂O(3秒/滴)，滴加完畢后將圓底燒瓶置于80℃恒溫水浴槽中攪拌30分鐘進行熟化。反應結束后將樣品外加磁場分離，洗滌6次(水洗1次，醇洗1次，水洗4次)。將洗滌后的樣品冷凍干燥。

b、制備四氧化三鐵/金納米粒子：將步驟a制得的四氧化三鐵和二水合檸檬酸三鈉加入到200mL超純水中，超聲分散10分鐘。在劇烈攪拌下加熱該溶液(配冷凝回流管)至沸騰，快速加入HAuCl₄(Fe₃O₄:HAuCl₄＝5:1)溶液。溶液顏色立即由淡黃色變?yōu)樽厣?，最后變?yōu)榧t色，繼續(xù)攪拌15分鐘。將所得產(chǎn)品外加磁場分離，洗滌6次(水洗1次，醇洗1次，重復三次)，冷凍干燥。

c、制備四氧化三鐵/金/二氧化硅納米粒子：稱取步驟b制備的四氧化三鐵/金納米粒子分散在含有十六烷基三甲基溴化銨(0.3g)、蒸餾水(80mL)、氨水(1.2mL)、乙醇(60mL)混合溶液，將混合溶液超聲分散30分鐘。將正硅酸乙酯(0.5mL)逐滴加入到連續(xù)攪拌的溶液中，反應6小時。將所得產(chǎn)品磁分離收集，用乙醇和蒸餾水反復洗滌移除非磁性副產(chǎn)物。將洗滌后的產(chǎn)物分散在50mL的丙酮溶液中，在65℃回流6小時，移除十六烷基三甲基溴化銨模板。將所得產(chǎn)物用乙醇和蒸餾水反復洗滌，冷凍干燥。

d、將四氧化三鐵/金/二氧化硅納米粒子分散在依托泊苷溶液中，恒溫37℃攪拌6小時，達到平衡狀態(tài)。用外加磁場分離，將載藥后的樣品在60℃下干燥12小時。

e、取40mg載藥復合材料，置于透析袋中，并將透析袋放于30mL磷酸鹽緩沖溶液中進行磁力攪拌，于恒溫37℃條件下進行近紅外光照射藥物釋放。不同pH對藥物釋放的影響做進一步研究。磷酸鹽緩沖溶液的pH為7.4，釋放300分鐘。每隔30分鐘取出5mL溶液，測定依托泊苷的含量，同時補加5mL磷酸鹽緩沖溶液。依托泊苷的含量使用紫外分光光度計在285nm處測定，根據(jù)測定的依托泊苷含量計算出不同時間的釋藥累積百分數(shù)。

進一步地，步驟a中NH₃·H₂O的濃度為0.1～1mol/L。

進一步地，步驟c中丙酮溶液可以為異丙基甲基苯酚或500～600℃高溫煅燒移除十六烷基三甲基溴化銨模板。

進一步地，步驟d中依托泊苷濃度為0～0.3mg/mL。

進一步地，步驟e中磷酸鹽緩沖溶液由磷酸氫二鈉和磷酸二氫鈉配制而成，濃度為0～0.2mol/L。

本發(fā)明的有益效果是：核殼結構的四氧化三鐵/金/二氧化硅納米復合材料具有磁靶向定位，且通過光照控制藥物緩慢釋放。

附圖說明

下面結合附圖對本實驗進一步說明。

圖1為實施例一中四氧化三鐵的X射線衍射圖。

圖2為實施例一中四氧化三鐵/金的X射線衍射圖。

圖3為實施例一中四氧化三鐵/金/二氧化硅納米復合材料的X射線衍射圖。

圖4為實施例二中不同pH值條件下復合材料的體外藥物緩釋性能圖。

圖5為實施例三中近紅外光照射和對比例一中未用近紅外光照射復合材料的體外藥物緩釋性能圖。

具體實施方式

現(xiàn)在結合具體實施例對本發(fā)明做進一步說明，以下實施例旨在說明本發(fā)明而不是對本發(fā)明的進一步限定。

實施例一：

制備核殼結構的四氧化三鐵/金/二氧化硅納米復合材料包括以下幾個步驟：

(1)分別稱取FeSO₄·7H₂O(2.4g)和FeCl₃·6H₂O(4.7g)溶于20mL蒸餾水中并進行機械攪拌，通氮氣保護。向溶液中滴加20mL(0.5mol/L)NH₃·H₂O(3秒/滴)，滴加完畢后將圓底燒瓶置于80℃恒溫水浴槽中攪拌30分鐘進行熟化。反應結束后將樣品外加磁場分離，洗滌6次(水洗1次，醇洗1次，水洗4次)。將洗滌后的樣品冷凍干燥，得到四氧化三鐵納米粒子。其X射線衍射圖如圖1所示。圖中顯示了2θ為18.7°、30.1°、35.5°、43.2°、53.3°、57.6°、62.4°和74.5°處出現(xiàn)的衍射峰，分別對應于面心立方晶型四氧化三鐵納米粒子的(111)、(220)、(311)、(400)、(422)、(511)、(440)和(533)晶面。說明四氧化三鐵納米粒子被很好的合成出來。

(2)稱取步驟(1)制得的四氧化三鐵(0.2315g)和二水合檸檬酸三鈉(0.0294g)加入到200mL超純水中，超聲分散10分鐘。在劇烈攪拌下加熱該溶液(配冷凝回流管)至沸騰，快速加入HAuCl₄(10mL，0.01mol/L)溶液。溶液顏色立即由淡黃色變?yōu)樽厣?，最后變?yōu)榧t色，繼續(xù)攪拌15分鐘。將所得產(chǎn)品外加磁場分離，洗滌6次(水洗1次，醇洗1次，重復三次)，冷凍干燥，得到四氧化三鐵/金納米粒子。其X射線衍射圖如圖2所示，圖中顯示了2θ在38.185°、44.393°、64.578°、77.549°和81.724°處出現(xiàn)強的衍射峰，分別對應于Au納米粒子的(111)、(200)、(220)、(311)和(222)晶面，從而表明在四氧化三鐵/金納米粒子結構中有金存在。

(3)稱取步驟(2)制備的四氧化三鐵/金納米粒子(0.1g)分散在含有十六烷基三甲基溴化銨(0.3g)、蒸餾水(80mL)、氨水(1.2mL)、乙醇(60mL)混合溶液，將混合溶液超聲分散30分鐘。將正硅酸乙酯(0.5mL)逐滴加入到連續(xù)攪拌的溶液中，反應6小時。將所得產(chǎn)品磁分離收集，用乙醇和蒸餾水反復洗滌移除非磁性副產(chǎn)物。將洗滌后的產(chǎn)物分散在50mL的丙酮溶液中，在65℃回流6小時，移除十六烷基三甲基溴化銨模板。將所得產(chǎn)物用乙醇和蒸餾水反復洗滌，冷凍干燥，得到四氧化三鐵/金/二氧化硅復合材料。其X射線衍射圖如圖3所示，圖中2θ在10～30°處有一個很寬的峰為二氧化硅峰。

實施例二：

不同pH條件下體外藥物釋放行為包括以下幾個步驟：

核殼結構的四氧化三鐵/金/二氧化硅納米復合材料的制備過程與實施例一相同

(1)配制0.1mol/L的磷酸鹽緩沖溶液用于模擬人體環(huán)境，稱取40mg的復合材料置于透析袋中，并將透析袋放入30mL的磷酸鹽緩沖溶液恒溫37℃磁力攪拌。調(diào)節(jié)磷酸鹽緩沖溶液的pH為5.4、6.4和7.4，分別釋放300分鐘。

(2)每隔30分鐘從溶液中取出5mL溶液，測定藥物含量，同時補加5mL磷酸鹽緩沖溶液。藥物的含量使用紫外分光光度計在285nm處測定，根據(jù)測定藥物含量計算出不同時間的藥物累積百分數(shù)，如圖4所示。從圖中可以看出，藥物的釋放速率隨著pH值的減小而增加，說明溶液的pH值對藥物的釋放速率有影響。

實施例三：

近紅外光照射條件下體外藥物釋放行為包括以下幾個步驟：

核殼結構的四氧化三鐵/金/二氧化硅納米復合材料的制備過程與實施例一相同

(1)配制0.1mol/L的磷酸鹽緩沖溶液用于模擬人體環(huán)境，稱取40mg復合材料置于透析袋中，并將透析袋放入30mL的磷酸鹽緩沖溶液恒溫37℃磁力攪拌。用近紅外光照射復合材料，釋放300分鐘。

(2)每隔30分鐘從溶液中取出5mL溶液，測定藥物含量，同時補加5mL磷酸鹽緩沖溶液。藥物的含量使用紫外分光光度計在285nm處測定，根據(jù)測定藥物含量計算出不同時間的藥物累積百分數(shù)，如圖5a所示。

對比例一：

未用近紅外光照射條件下體外藥物釋放行為包括以下幾個步驟：

核殼結構的四氧化三鐵/金/二氧化硅納米復合材料的制備過程與實施例一相同

(1)配制0.1mol/L的磷酸鹽緩沖溶液用于模擬人體環(huán)境，稱取40mg復合材料置于透析袋中，并將透析袋放入30mL的磷酸鹽緩沖溶液恒溫37℃磁力攪拌。未用近紅外光照射復合材料，釋放300分鐘。

(2)每隔30分鐘從溶液中取出5mL溶液，測定藥物含量，同時補加5mL磷酸鹽緩沖溶液。藥物的含量使用紫外分光光度計在285nm處測定，根據(jù)測定藥物含量計算出不同時間的藥物累積百分數(shù)，如圖5b所示。從圖中可以看出，近紅外光照射復合材料藥物釋放累積量明顯高于未照射復合材料藥物釋放累積量。這說明了近紅外光照射可以很好的控制藥物的釋放。