一種羧基功能化的超支化磁性介孔二氧化硅復(fù)合微球的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種適用于抗癌藥封裝及貴金屬納米催化劑負(fù)載的羧基功能化超支化磁性介孔二氧化硅復(fù)合微球的制備，選用水熱法制備的磁性Fe3O4納米顆粒作磁核，表面活性劑CTAB為模板劑，TEOS為硅源，通過傳統(tǒng)水解法成功制備出具有較高磁響應(yīng)性、穩(wěn)定性強(qiáng)和高比表面積及孔體積的磁性雙殼層介孔二氧化硅復(fù)合微球，并對(duì)其在DOX的負(fù)載與控制釋放及貴金屬催化劑的負(fù)載等方面的應(yīng)用進(jìn)行了研究，體現(xiàn)出了預(yù)期的優(yōu)越效果。本發(fā)明制備方法，鑒于介孔孔道中含有具有空間位阻效應(yīng)的超支化結(jié)構(gòu)和末端羧基官能團(tuán)，這種材料在癌癥治療及貴金屬催化有機(jī)合成方面具有重要意義。
【專利說明】一種羧基功能化的超支化磁性介孔ニ氧化硅復(fù)合微球的制備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及ー種適用于抗癌藥封裝及貴金屬納米催化劑負(fù)載的羧基功能化超支化磁性介孔ニ氧化硅復(fù)合微球的制備，通過縮水甘油修飾將帶有大量末端羥基的超支化結(jié)構(gòu)引入到磁性介孔ニ氧化硅復(fù)合微球表面及介孔孔道，之后對(duì)超支化鏈末端的羥基進(jìn)行改性，使其適用于抗癌藥的封裝及緩釋和負(fù)載貴金屬納米催化劑的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]鹽酸阿霉素(D0X)是ー種常用的抗腫瘤抗生素，是ー種有效的DNA插入劑，通過抑制癌細(xì)胞遺傳物質(zhì)核酸的合成可以有效控制癌細(xì)胞擴(kuò)散。這種藥物對(duì)多種腫瘤細(xì)胞均有殺滅作用，但是卻具有損壞其它健康細(xì)胞的不良副作用。如果能很好地對(duì)該藥物實(shí)施靶向控釋，勢(shì)必會(huì)在一定程度上克服以上遇到的難題。另外，由于D0X具有固有的熒光性，可以實(shí)現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)的直接檢測(cè)，因而給研究帶來了很大的便利。
[0003]抗癌藥物的控制與釋放是近幾年來比較受關(guān)注的研究?jī)?nèi)容，應(yīng)用到該領(lǐng)域的載體也層出不窮，有各種有機(jī)/無機(jī)膠囊、有機(jī)/無機(jī)多孔材料及有機(jī)無機(jī)雜化材料等。盡管材料種類繁多，但找到一種更為合適的藥物負(fù)載材料仍然是一個(gè)極為重要的研究課題，對(duì)醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域也會(huì)帶來極大的推動(dòng)作用。
[0004]由磁性材料(磁性Fe304納米顆粒)與ニ氧化硅相結(jié)合得到的磁性ニ氧化硅復(fù)合材料由于具有較好的磁性能、無毒、表面易于功能化修飾及較強(qiáng)的熱穩(wěn)定性等多種優(yōu)越性能在過去幾十年來一直受到眾多科研工作者的廣泛關(guān)注。特別是具有介孔孔道結(jié)構(gòu)的磁性介孔ニ氧化硅復(fù)合微球，由于具有較好的介孔孔道結(jié)構(gòu)，而賦予其高比表面、高孔體積、易于簡(jiǎn)單磁分離、較好的生物相容性、表面易改性及較強(qiáng)的熱穩(wěn)定性等一系列優(yōu)點(diǎn)，其獨(dú)特的優(yōu)越性吸引了眾多研究者的廣泛關(guān)注，而其應(yīng)用涉及藥物傳遞、傳感器、催化、生物分離、環(huán)境保護(hù)及核磁共成像等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]要解決的技術(shù)問題
[0006]為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出ー種適用于抗癌藥封裝及貴金屬納米催化劑負(fù)載的羧基功能化超支化磁性介孔ニ氧化硅復(fù)合微球的制備，是ー種性能優(yōu)越的既適用于抗癌藥封裝及緩釋，又適用于貴金屬納米催化劑負(fù)載的新型載體。
[0007]技術(shù)方案
[0008]—種羧基功能化的超支化磁性介孔ニ氧化娃復(fù)合微球的,制備方法,其特征在于步驟如下:
[0009]步驟1:將水熱法制備的超順磁性Fe304納米顆粒分散在體積比為1/5?1/2的超純水和無水こ醇的混合液中，調(diào)制固含量為0.2?0.5%，超聲使其均勻分散在上述混合液中，加入體積分?jǐn)?shù)為1/15的氨水和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.25?0.30%的正硅酸こ酯TE0S，于25?30°C及200?300rpm轉(zhuǎn)速下機(jī)械攪拌6?8h，得到Fe304@Si02復(fù)合微球；
[0010]步驟2:將上述制備得到的Fe304@Si02復(fù)合微球和模板劑十六烷基三甲基溴化銨CTAB按質(zhì)量比為1/2?1/4超聲分散于體積比為1/5?1/2的超純水和無水こ醇的混合液中，調(diào)制固含量為0.2?0.5%，加入體積分?jǐn)?shù)為1/15的氨水和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.60?
1.0.%TE0S,于25?30°C及300?350rpm轉(zhuǎn)速下機(jī)械攪拌6?8h ;
[0011]步驟3:通過高溫550°C除去上述模板劑，得到具有雙殼層結(jié)構(gòu)的磁性介孔ニ氧化娃復(fù)合微球；
[0012]步驟4:將步驟3制備的Fe304@nSi02@mSi02復(fù)合微球和甲醇鉀按質(zhì)量比為15/2加入體積比為1/4?1/3的四氫呋喃和無水ニ氧六環(huán)的混合液中，先加入THF，30min后再加入無水ニ氧六環(huán)；攪拌均勻后，于95°C下15h內(nèi)加入微球質(zhì)量的5?6倍的縮水甘油，之后繼續(xù)攪拌lh，于こ醇體系中猝滅，并用こ醇洗2?3次，蒸餾水洗3?6次；
[0013]步驟5:超聲輔助下將上述制備得到的Fe304@nSi02@mSi02-HPG復(fù)合微球與吡啶配制成濃度為10mg/ml的100懸浮液，加入1.5?2.0g琥珀酸酐，于氬氣保護(hù)下80°C 200rpm轉(zhuǎn)速下機(jī)械攪拌8?10h ;產(chǎn)物用甲醇清洗2?3次,蒸懼水洗3?6次,得到羧基功能化的超支化磁性介孔ニ氧化硅復(fù)合微球。
[0014]有益效果
[0015]本發(fā)明提出的ー種適用于抗癌藥封裝及貴金屬納米催化劑負(fù)載的羧基功能化超支化磁性介孔ニ氧化硅復(fù)合微球的制備，將具有介孔結(jié)構(gòu)的磁性介孔ニ氧化硅復(fù)合微球用于抗癌藥物的控制與釋放已經(jīng)有過相關(guān)報(bào)道。但針對(duì)超支化修飾的磁性介孔Fe304@nSi02@mSi02復(fù)合微球用于抗癌藥物的控制釋放及緩釋效果的研究目前仍未見報(bào)道，對(duì)其進(jìn)行有必要的研究無疑對(duì)該領(lǐng)域具有重大意義。優(yōu)越的磁性能不但可以起到很好的控制作用，使藥物準(zhǔn)確到達(dá)指定位置，外層包覆的介孔孔道結(jié)構(gòu)經(jīng)超支化修飾后將更有利于藥物的貯存與釋放，更為重要的是這種復(fù)合材料不會(huì)對(duì)生物體造成明顯的傷害。另外，將這種新型功能化材料用于負(fù)載貴金屬催化劑，不但可以實(shí)現(xiàn)高密度負(fù)載，還可以起到有效穩(wěn)定貴金屬催化劑的作用，提高其穩(wěn)定性。基于上述設(shè)想，本發(fā)明選用水熱法制備的磁性Fe304納米顆粒作磁核，表面活性劑CTAB為模板劑，TE0S為硅源，通過傳統(tǒng)St0ber水解法成功制備出具有較高磁響應(yīng)性、穩(wěn)定性強(qiáng)和高比表面積及孔體積的磁性雙殼層介孔ニ氧化娃復(fù)合微球，并對(duì)其在D0X的負(fù)載與控制釋放及貴金屬催化劑的負(fù)載等方面的應(yīng)用進(jìn)行了研究，體現(xiàn)出了預(yù)期的優(yōu)越效果。
[0016]本發(fā)明提出了一種同時(shí)適用于抗癌藥封裝與緩釋和負(fù)載貴金屬納米催化劑的羧基功能化的超支化磁性核殼介孔ニ氧化硅復(fù)合微球的制備方法，鑒于介孔孔道中含有具有空間位阻效應(yīng)的超支化結(jié)構(gòu)和末端羧基官能團(tuán)，這種材料在癌癥治療及貴金屬催化有機(jī)合成方面具有重要意義。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1制備得到的磁性介孔ニ氧化硅復(fù)合微球的透射電鏡照片
[0018]圖2磁性介孔ニ氧化硅復(fù)合微球制備及改性前后紅外譜圖分析
[0019]圖3磁性介孔ニ氧化硅復(fù)合微球制備其改性前后的熱失重分析【具體實(shí)施方式】
[0020]現(xiàn)結(jié)合實(shí)施例、附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步描述:
[0021]實(shí)施例1:超順磁性Fe304納米顆粒的制備
[0022]將FeCl3*6H20 (13.0g)、檸檬酸三鈉(5g)和醋酸鈉(20g)通過超聲輔助溶解于150ml乙二醇中，于機(jī)械攪拌下繼續(xù)攪拌lh，轉(zhuǎn)移至三個(gè)50ml的不銹鋼聚四氟乙烯高壓反應(yīng)釜中，于200°C保持10h。產(chǎn)物用乙醇洗2-3次，之后用蒸餾水洗至中性。最后通過外磁場(chǎng)對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行磁分離，于真空干燥箱中45°C保持24h。
[0023]實(shí)施例2:磁性核殼Fe304@nSi02復(fù)合微球的制備
[0024]將0.6g超順磁性Fe304納米顆粒超聲分散在20ml純水和30ml無水乙醇的混合液中形成均勻的分散體系，隨后快速加入2ml ΝΗ3.Η20,300rpm轉(zhuǎn)速下機(jī)械攪拌30min, lmin內(nèi)逐滴加入1.0gTEOS，反應(yīng)于室溫下持續(xù)攪拌10h。產(chǎn)物通過外磁場(chǎng)進(jìn)行簡(jiǎn)單磁分離，并用乙醇和蒸餾水清洗若干次，最后于真空干燥箱內(nèi)45°C保持24h。
[0025]實(shí)施例3:雙殼層磁性介孔Fe304@nSi02(gmSi02復(fù)合微球的制備
[0026]將1.2g上述制備得到的磁性Fe304@Si02核殼復(fù)合微球和3.6g模板劑CTAB超聲分散于80ml純水和160ml無水乙醇的混合液中形成均勻分散體系，隨后快速加入8mlNH3.H20, 300rpm轉(zhuǎn)速下機(jī)械攪拌30min。將轉(zhuǎn)速調(diào)制360rpm, 3min內(nèi)逐滴加入4.0gTEOS，反應(yīng)于室溫下持續(xù)攪拌10h。通過外磁場(chǎng)對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行簡(jiǎn)單磁分離，并用乙醇和蒸餾水清洗若干次，最后于真空干燥箱內(nèi)45°C保持24h。
[0027]實(shí)施例4:超支化修飾大孔徑雙殼層磁性介孔Fe304@Si02@mSi02復(fù)合微球
[0028]將1.0g大孔徑雙殼層磁性介孔Fe304@Si02@mSi02復(fù)合微球和170mg (2.345mmol)CH30K超聲分散于25ml無水THF中，將混合體系于200rpm轉(zhuǎn)速下機(jī)械攪拌lh，然后加入100ml無水二氧六環(huán)，于油浴95°C下15h內(nèi)逐滴加入5.02g (67.675mmol)縮水甘油。之后將混合體系繼續(xù)攪拌lh，于乙醇中猝滅反應(yīng)，并用乙醇清洗若干次，最后產(chǎn)物干真空干燥箱內(nèi)45°C保持24h。
[0029]實(shí)施例5:羧基功能化修飾超支化大孔徑雙殼層磁性介孔Fe304@Si02@mSi02復(fù)合微球
[0030]稱取1.0g超支化縮水甘油修飾的Fe304@nSi02@mSi02微球，100ml吡啶，加入2.0g琥珀酸酐，于80°C氬氣無光照下攪拌8h，最后用甲醇洗脫。通過外磁場(chǎng)對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單磁分離，井分別用乙醇和蒸餾水清洗若干次，最后產(chǎn)物干真空干燥箱內(nèi)45°C保持24h。
【權(quán)利要求】
1.一種羧基功能化的超支化磁性介孔ニ氧化硅復(fù)合微球的制備方法，其特征在于步驟如下: 步驟1:將水熱法制備的超順磁性Fe304納米顆粒分散在體積比為1/5?1/2的超純水和無水こ醇的混合液中，調(diào)制固含量為0.2?0.5%，超聲使其均勻分散在上述混合液中，カロ入體積分?jǐn)?shù)為1/15的氨水和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.25?0.30%的正硅酸こ酯TEOS，于25?30°C及200?300rpm轉(zhuǎn)速下機(jī)械攪拌6?8h，得到Fe304@Si02復(fù)合微球； 步驟2:將上述制備得到的Fe304@Si02復(fù)合微球和模板劑十六烷基三甲基溴化銨CTAB按質(zhì)量比為1/2?1/4超聲分散于體積比為1/5?1/2的超純水和無水こ醇的混合液中，調(diào)制固含量為0.2?0.5%，加入體積分?jǐn)?shù)為1/15的氨水和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.60?1.0.%TEOS，于25?30°C及300?350rpm轉(zhuǎn)速下機(jī)械攪拌6?8h ; 步驟3:通過高溫550°C除去上述模板劑，得到具有雙殼層結(jié)構(gòu)的磁性介孔ニ氧化硅復(fù)合微球； 步驟4:將步驟3制備的Fe304@nSi02@mSi02復(fù)合微球和甲醇鉀按質(zhì)量比為15/2加入體積比為1/4?1/3的四氫呋喃和無水ニ氧六環(huán)的混合液中，先加入THF，30min后再加入無水ニ氧六環(huán)；攪拌均勻后，于95°C下15h內(nèi)加入微球質(zhì)量的5?6倍的縮水甘油，之后繼續(xù)攪拌lh，于こ醇體系中猝滅，并用こ醇洗2?3次，蒸餾水洗3?6次； 步驟5:超聲輔助下將上述制備得到的Fe304@nSi02@mSi02-HPG復(fù)合微球與吡啶配制成濃度為10mg/ml的100懸浮液，加入1.5?2.0g琥珀酸酐，于氬氣保護(hù)下80°C 200rpm轉(zhuǎn)速下機(jī)械攪拌8?10h ;產(chǎn)物用甲醇清洗2?3次，蒸餾水洗3?6次，得到羧基功能化的超支化磁性介孔ニ氧化硅復(fù)合微球。
【文檔編號(hào)】B01J13/02GK103446964SQ201310384549
【公開日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月29日
【發(fā)明者】張秋禹, 李偉, 張寶亮, 張和鵬 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)