用于合成球形有机硅氧烷亚微米/纳米颗粒的直接纳米乳液法制造技术

本公开涉及一种包含由有机硅氧烷组成的网络的球形有机硅氧烷亚微米/纳米颗粒及其制备方法。备方法。备方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于合成球形有机硅氧烷亚微米/纳米颗粒的直接纳米乳液法
公开领域
[0001]本公开涉及一种包含由有机硅氧烷组成的网络的球形有机硅氧烷亚微米/纳米颗粒及其制备方法。

技术介绍

[0002]无定形二氧化硅亚微米/纳米粒子在催化、分析萃取、传感、光学、化妆品、医药或添加剂领域中有着广泛的应用前景。这些二氧化硅亚微米/纳米颗粒具有高表面积、合适的成本、多样的组成、热/化学稳定性、惰性和理想的无害性。此外，根据美国食品药品监督管理局(FDA)，二氧化硅通常视为安全(GRAS)，二氧化硅亚微米/纳米粒子可以在有或无活性物/荷载物的情况下合成，以满足应用需求。
[0003]自1970年以来，药物递送系统和控释的领域取得了令人瞩目的进展。作为控释药物载体或生物成像探针载体，二氧化硅亚微米/纳米颗粒已经成为治疗、诊断和诊疗应用中最有前途的材料之一。然而，尤其是在医药领域，要想达到理想的物理化学性质仍然是一个巨大的挑战。
[0004]需要考虑一种能够简单地调节亚微米/纳米粒子的物理化学性质并减少合成步骤的策略。公开概述
[0005]在一个方面中，提供一种制备球形有机硅氧烷亚微米/纳米颗粒的方法，其包括：i1)在水解介质中分别水解至少一种有机硅氧烷前体，以提供一种或多种预水解的有机硅氧烷前体；i2)将步骤i1)的预水解的有机硅氧烷前体组合，以提供组合的预水解的有机硅氧烷前体；i3)从所述组合的预水解的有机硅氧烷前体中除去部分或全部挥发性溶剂，以提供包含预缩合的有机硅氧烷前体的分散相；i4)在无表面活性剂且在(调节的)剪切力或超声的作用下，在水性连续相中将步骤i3)的分散相乳化，以提供水包油纳米乳液；以及i5)向步骤i4)的纳米乳液中添加缩合催化剂，以获得球形有机硅氧烷亚微米/纳米颗粒悬浮液。在另一方面中，提供一种球形有机硅氧烷亚微米/纳米颗粒，其包含由有机硅氧烷组成的网络，其中，所述球形有机硅氧烷亚微米/纳米颗粒为未煅烧的、无定形的、不含表面活性剂，并且具有纳米至亚微米的尺寸，所述颗粒任选地包含活性物/荷载物。附图简要说明
[0006]下面列出与实施例相对应的图：
[0007]图1：A)实施例1
‑
1的SEM(扫描电子显微镜)(刻度＝1μm)；B)实施例1
‑
2的SEM(扫描电子显微镜)(刻度＝1μm)
[0008]图2：A)实施例2的SEM(扫描电子显微镜)(刻度＝1μm)；B)实施例3的SEM(刻度＝1μm)
[0009]图3：A)实施例4的SEM(刻度＝5μm)；B)实施例5的SEM(刻度＝5μm)
[0010]图4：通过DLS对实施例4和实施例5中获得的粒径分布所进行的比较。
[0011]图5：A)实施例6的SEM(刻度＝1μm)；B)实施例7的SEM(刻度＝1μm)；C)实施例8的SEM(刻度＝3μm)；D)实施例9的SEM(刻度＝1μm)
[0012]图6：A)实施例10的SEM(刻度＝3μm)；B)实施例11的SEM(刻度＝2μm)；C)实施例12的SEM(刻度＝1μm)；D)实施例13的SEM(刻度＝1μm)
[0013]图7：A)实施例14的SEM(刻度＝20μm)；B)实施例15的SEM(刻度＝1μm)；C)实施例16的SEM(刻度＝500nm)；D)实施例17的SEM(刻度＝1μm)；E)实施例18的SEM(刻度＝1μm)；F)实施例19的SEM(刻度＝3μm)；G)实施例20的SEM(刻度＝1μm)；H)实施例21的SEM(刻度＝1μm)；I)实施例22的SEM(刻度＝3μm)；J)实施例23的SEM(刻度＝1μm)；K)实施例24的SEM(刻度＝1μm)；L)实施例25的SEM(刻度＝500nm)；M)实施例26的SEM(刻度＝500nm)。
[0014]图8：实施例27的SEM(刻度＝4μm)(左侧)和实施例28的SEM(刻度＝3μm)(右侧)。
[0015]图9：实施例29的SEM(刻度＝5μm)。
[0016]图10：实施例30的SEM(刻度＝4μm)(上侧)和相应球形有机硅氧烷亚微米/纳米颗粒的粒径分布(下侧)。详述
[0017]本公开涉及一种制备水包油纳米乳液的策略，与多步骤的纳米颗粒合成不同的是，该策略能够原位生成球形有机硅氧烷亚微米/纳米颗粒。亚微米/纳米颗粒的外表面可以被改性，荷载物可以被原位结合，从而避免了繁琐和耗时的后接枝和后浸渍步骤。
[0018]本公开提供一种球形有机硅氧烷亚微米/纳米颗粒的合成方法。该方法提供：1)形成直接相纳米乳液(即水包油(O/W))的方法，2)原位和/或非原位表面官能化方法，3)有或无原位活性物/荷载物给药方法，其使得活性成分分布在整个球形有机硅氧烷亚微米/纳米颗粒中，4)通过改变二氧化硅前体组成来选择球形有机硅氧烷亚微米/纳米颗粒基质，5)防止捕获的活性物发生不希望的释放或降解，以及6)通过对所开发的球形有机硅氧烷亚微米/纳米颗粒的外表面和内表面的物理化学性质进行调节以实现活性物/荷载物的控释。
[0019]本领域技术人员应当知道，“纳米颗粒”的尺寸小于100nm，“亚微米”颗粒的尺寸在约100nm～1μm。
[0020]本文的方法优选在高剪切力或高分散力的条件下进行。
[0021]本文的方法在无表面活性剂的条件下进行。
[0022]本文的方法任选地使用一种或多种纳米乳液稳定剂而实施。
[0023]表面活性剂或纳米乳液稳定剂是指不参与硅氧烷网络(形成Si
‑
O
‑
Si)键的任何此类试剂。本文使用的某些有机硅氧烷前体可以具有两亲性部分，但是其不被排除在本文的方法之外，因为它们参与形成硅氧烷网络。
[0024]本文使用的“有机硅氧烷前体”是指式R4‑
x
Si(L)
x
或式(L)3Si
‑
R
’‑
Si(L)3的化合物，其中：R为烷基、烯基、炔基、脂环基、芳基、烷基芳基，其任选地被卤素原子、
‑
OH、
‑
SH、聚乙二醇(PEG)、
‑
N(R
a
)2、
‑
N
+
(R
a
)3、
‑
P(R
a
)2取代；R
a
可以是烷基、烯基、炔基、脂环基、芳基或烷
基芳基。L是卤素或酰氧基
‑
O
‑
C(O)R
a
或烷氧基OR
a
。X为1～4的整数。R
’
为烷基、烯基、炔基、脂环基、芳基、烷基芳基，其任选地被卤素原子、
‑
OH、
‑
SH、
‑
N(R
a
)2、
‑
N
+
(R
a
)3、
‑
P(R
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种制备球形有机硅氧烷亚微米/纳米颗粒的方法，所述方法包括：i1)在水解介质中分别水解至少一种有机硅氧烷前体，以提供一种或多种预水解的有机硅氧烷前体；i2)将步骤i1)的预水解的有机硅氧烷前体组合，以提供组合的预水解的有机硅氧烷前体；i3)从所述组合的预水解的有机硅氧烷前体中除去部分或全部挥发性溶剂，以提供包含预缩合的有机硅氧烷前体的分散相；i4)在无表面活性剂且在剪切力或超声的作用下，在水性连续相中将步骤i3)的分散相乳化，以提供水包油纳米乳液；以及i5)向步骤i4)的纳米乳液中添加缩合催化剂，以获得球形有机硅氧烷亚微米/纳米颗粒悬浮液。2.如权利要求1所述的方法，其中，有机硅氧烷前体具有式R4‑
x
Si(L)
x
或式(L)3Si
‑
R
’‑
Si(L)3，其中：R为烷基、烯基、炔基、脂环基、芳基、烷基芳基的一价残基，其任选地被卤素原子、缩水甘油氧基、
‑
OH、
‑
SH、聚乙二醇(PEG)、
‑
N(R
a
)2或
‑
N
+
(R
a
)3取代；L是卤素或酰氧基
‑
O
‑
C(O)R
a
或烷氧基OR
a
；R
’
为烷基、烯基、炔基、脂环基、芳基、烷基芳基的二价残基，其任选地被卤素原子、
‑
OH、
‑
SH、
‑
N(R
a
)2或
‑
N
+
(R
a
)3取代；R
a
可以分别独立地为氢、烷基、烯基、炔基、脂环基、芳基或烷基芳基；并且X为1～4的整数，或替代地，x为1～3的整数。3.如权利要求1所述的方法，其中，在步骤i2)中，向组合的预水解的有机硅氧烷前体中添加纳米乳液稳定剂。4.如权利要求1所述的方法，其中，在步骤i3...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：硅循环股份有限公司，
类型：发明
国别省市：