本發(fā)明屬于醫(yī)藥技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種巰基羧基雙重修飾的介孔二氧化硅納米顆粒及其制備方法。

背景技術(shù)：

納米載藥系統(tǒng)作為一種具有可提高藥物生物利用度、可控制藥物釋放速度、可改變藥物體內(nèi)分布等優(yōu)點(diǎn)的技術(shù)手段，已成為藥劑學(xué)和生物納米材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。在研發(fā)領(lǐng)域，人們主要利用新型納米材料作為載體，通過(guò)共價(jià)鍵連接藥物的方式與物理包埋藥物的方式實(shí)現(xiàn)載藥，克服傳統(tǒng)藥物生物利用度低、毒副作用大、選擇性差等問(wèn)題，提升藥物的治療效果和安全性。

納米介孔材料以其高度有序的孔道、均一可調(diào)的孔徑，高比表面積、較大的孔面積窄粒徑分布、可控形貌特征及表面可修飾官能團(tuán)等一系列優(yōu)點(diǎn)，在納米載藥性能方面表現(xiàn)出極大的優(yōu)越性。1992年，kresge等首次合成了mcm-41型介孔分子篩，它在催化、吸附、化學(xué)成像等方面均有應(yīng)用，并得到了快速的發(fā)展。而介孔二氧化硅納米粒(mesoporoussilicananoparticles，簡(jiǎn)稱(chēng):msn)具有生物相容性的無(wú)機(jī)介孔材料具有一系列顯著的特點(diǎn)，如高表面積(>800m²/g)，大孔容(>1cm³/g)，可調(diào)節(jié)的孔徑(2-10nm)，可控制的形態(tài)和可修飾的表面，可以在介孔孔道內(nèi)或在介孔表面負(fù)載各種藥物,并可對(duì)藥物進(jìn)行可控的載藥與藥物釋放，故介孔二氧化硅納米粒子在藥物緩控釋系統(tǒng)中得到越來(lái)越多的重視，并具有廣闊的應(yīng)用前景。

細(xì)胞內(nèi)主要有谷胱甘肽(gsh/gssh)、硫氧還原蛋白(trxss/trxsh)和煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(nadph/nadp⁺)三種氧化還原系統(tǒng)，其中谷胱甘肽濃度最高，并且細(xì)胞內(nèi)的谷胱甘肽濃度比細(xì)胞外濃度高1000倍，同時(shí)由于腫瘤組織氧氣缺乏，與正常的細(xì)胞組織相比，乳腺、結(jié)腸、肺部、肝臟等癌癥細(xì)胞的谷胱甘肽濃度更高。雙硫鍵是一種常用的共價(jià)鍵，可以在體內(nèi)血液循環(huán)的過(guò)程中穩(wěn)定存在，但在一定濃度的還原型谷胱甘肽溶液中或在其他硫醇還原物的作用下，雙硫鍵構(gòu)象發(fā)生變化，雙硫鍵斷裂，基于以上各種特性，將具有氧化還原性的雙硫鍵嫁接在介孔二氧化硅納米(msns)載藥系統(tǒng)上，利用細(xì)胞內(nèi)外氧化還原電勢(shì)的差異，可以制備具有氧化還原刺激響應(yīng)性的msn藥物釋放系統(tǒng)，達(dá)到治療癌癥的效果。

現(xiàn)有二氧化硅介孔材料具有應(yīng)用范圍窄，親水性弱等缺點(diǎn)，且在載藥和藥物控制釋放領(lǐng)域，載藥量低，釋放速度過(guò)快，限制了其在藥物傳遞領(lǐng)域的應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明首先要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種巰基羧基雙重修飾的介孔二氧化硅納米顆粒，其可以提高載藥量，更有效控制藥物釋放，降低藥物副作用，從而有效治療相關(guān)的癌癥，如乳腺癌、結(jié)腸癌、肺癌、肝癌、腎癌等。

本發(fā)明所要解決的第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題在于提供上述巰基羧基雙重修飾的介孔二氧化硅納米顆粒的制備方法。其通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

（1）巰基修飾的介孔二氧化硅納米顆粒的制備

將乙醇，水與表面活性劑混合，加入堿，攪拌溶解后，通氮?dú)?，?0-90℃下滴加正硅酸烷基酯與巰基硅烷偶聯(lián)劑，攪拌2h，冷卻至室溫，離心分離，用乙醇洗滌3-5次，離心分離，真空干燥，得到巰基修飾未除模板劑的介孔二氧化硅納米顆粒（msn-sh）；其結(jié)構(gòu)式為圖4所示。

(2)巰基羧基雙重修飾的介孔二氧化硅納米顆粒的制備

首先合成羧基硅烷偶聯(lián)劑，等摩爾的丁二酸酐與氨丙基三乙氧基硅烷(aptes)在0℃下攪拌，劇烈反應(yīng)并放熱，得到白色固體aptes-cooh，冷藏保存；

再將制備的巰基修飾的未除模板劑的介孔二氧化硅納米顆粒分散于乙醇中，調(diào)ph至9.5-10.5，取一定量的aptes-cooh分散于乙醇中，逐滴加入其中，25℃反應(yīng)12h，結(jié)束反應(yīng)，離心分離，用水和乙醇分別洗滌，離心后分散在乙醇：37wt％鹽酸(v/v)＝9:1混合溶液體系中，60℃下回流2～3次，每次回流2-4h；回流結(jié)束后用乙醇和水洗滌，離心分離，真空干燥得到巰基羧基雙重修飾的介孔二氧化硅納米顆粒。

步驟(1)中，

所述表面活性劑為十六烷基三甲基氯化銨，十六烷基三甲基溴化銨、十六烷基三乙基溴化銨、三辛基甲基氯化銨、十二烷基三甲基氯化銨或十四烷基三甲基氯化銨至少一種。

所述正硅酸烷基酯為正硅酸四乙酯、正硅酸四甲酯、正硅酸四丙酯、正硅酸四丁酯至少一種。

所述堿溶液為氨水、氫氧化鈉、三乙醇胺至少一種。

所述巰基硅烷偶聯(lián)劑為巰丙基三甲氧基硅烷、巰丙基三乙氧基硅烷、巰丁基三甲氧基硅烷或巰丁基三乙氧基硅烷至少一種。

所述正硅酸四乙酯：巰丙基三乙氧基硅烷：十六烷基三甲基氯化銨:三乙醇胺：水:乙醇的摩爾比為:2.5-5:1：0.7-0.8：1.4-5.1：300-400：10-20。

所述通氮?dú)獾牧魉贋?0-200ml/min。

步驟(2)中，所述正硅酸乙酯與aptes-cooh的摩爾比為2.5-5:1。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和效果：

本發(fā)明以巰基和羧基作為修飾基團(tuán)，制備了巰基羧基雙重修飾的介孔二氧化硅納米顆粒(msn-sh-cooh)。

本發(fā)明在介孔二氧化硅納米粒表面修飾巰基，可以與其他功能基團(tuán)分子合成雙硫鍵，制備具有氧化還原刺激響應(yīng)性的msn載藥體系，孔內(nèi)修飾巰基也可共價(jià)載藥，再引入羧基，降低納米粒的電位，增加粒子的親水性，與帶正電荷的藥物分子產(chǎn)生電荷相互作用，增加載藥量，控制藥物釋放，使其在可控的藥物釋放體系中發(fā)揮重要作用。

本發(fā)明所制備的msn-sh-cooh的平均直徑為50-200，可以作為輸送抗腫瘤藥物的二氧化硅納米載體材料，可有效提高載藥量，控制藥物釋放，降低藥物副作用，從而有效治療相關(guān)的癌癥。

附圖說(shuō)明

圖1實(shí)施例1中所制備的納米顆粒的透射電鏡圖，(a)msn，(b)msn-sh，(c)msn-sh-cooh；

圖2實(shí)施例1中所制備的納米顆粒的粒徑分布；

圖3實(shí)施例1中所制備的納米顆粒的紅外譜圖。其中，(a)un-cms(b)cms-sh(c)cms-sh-cooh。

圖4為巰基修飾未除模板劑的介孔二氧化硅納米顆粒的結(jié)構(gòu)式。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

(1)介孔二氧化硅納米顆粒(msn)的制備

將2.35ml(70.5mmol)乙醇，0.56g(1.755mmol)十六烷基三甲基氯化銨(ctac)，16ml(0.9mol)超純水混合，加入2.6ml(0.0192mol)三乙醇胺，攪拌至溶解，升溫至60℃，通氮?dú)?，以一定的速?1ml/min)滴加1.454ml(6.5mmol)正硅酸乙酯(teos)，反應(yīng)2h，結(jié)束反應(yīng)，冷卻至室溫,離心分離(10000r/min，15min)，用水和乙醇分別洗滌離心后分散在90ml乙醇和10ml鹽酸(37％)混合溶液體系中，60℃下回流兩次，每次回流2h?；亓鹘Y(jié)束后用水和乙醇分別洗滌，離心分離，真空干燥(65℃，12h)。

(2)巰基介孔二氧化硅納米顆粒(msn-sh)的制備

將2.35ml(70.5mmol)乙醇，0.56g(1.755mmol)十六烷基三甲基氯化銨(ctac)，16ml(0.9mol)超純水混合，加入2.6ml(0.0192mol)三乙醇胺,攪拌至溶解，升溫至60℃，通氮?dú)猓砸欢ǖ乃俣?1ml/min)滴加1.454ml(6.5mmol)正硅酸乙酯(teos)與0.32ml(1.3mmol)mptes(巰丙基三乙氧基硅烷)的混合液，反應(yīng)2h，結(jié)束反應(yīng)，冷卻至室溫,離心分離(10000r/min，15min)，用乙醇清洗五次，離心分離，真空干燥(65℃，12h)。

(3)巰基羧基雙重修飾的介孔二氧化硅納米顆粒(msn-sh-cooh)的制備

將5g(0.05mol)丁二酸酐置于配有轉(zhuǎn)子的瓶中，加入11.7ml(0.05mol)氨丙基三乙氧基硅烷(aptes)在0℃下攪拌。劇烈反應(yīng)并放熱，得到白色固體(aptes-cooh)，放冰箱中冷藏保存。

將所制備的巰基修飾的未除模板劑的介孔二氧化硅納米顆粒分散于30ml乙醇中，用氨水調(diào)ph至10，取0.416g(1.3mmol)aptes-cooh分散于2ml乙醇中，逐滴加入其中，25℃反應(yīng)12h，結(jié)束反應(yīng)，離心分離，用水和乙醇分別洗滌離心后分散在90ml乙醇和10ml鹽酸(37％)混合溶液體系中，60℃下回流兩次，每次回流2h?；亓鹘Y(jié)束后用水和乙醇分別洗滌，離心分離，真空干燥得到巰基羧基雙重修飾的介孔二氧化硅納米顆粒。透射電鏡結(jié)果見(jiàn)圖1，從圖中可以看出，msn-sh-cooh為介孔顆粒，其粒徑約為162nm。粒徑測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。

表1實(shí)施例1中所制備的納米粒子的粒徑測(cè)試結(jié)果

從表中可以看出，修飾巰基和羧基后，粒徑逐漸增加，電位逐漸下降，從而證明巰基與羧基成功的修飾到msn上。紅外譜圖結(jié)果見(jiàn)圖3，msn-sh和msn-sh-cooh在2562cm^-1處有吸收峰，而msn卻沒(méi)有，這說(shuō)明msn上已經(jīng)修飾了-sh,msn-sh-cooh在1702cm^-1處有吸收峰，即含有c＝o鍵，這說(shuō)明巰基與羧基成功的修飾到msn上。