一种花状介孔二氧化硅纳米颗粒及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种花状介孔二氧化硅纳米颗粒及其制备方法和应用，该二氧化硅纳米颗粒由有机硅源在阴、阳离子表面活性剂复配作为双模板的条件下，于油/水两相体系中水解缩合生成，其中阳离子表面活性剂为CTAC或CTAB，阴离子表面活性剂为SDS，有机硅源为TEOS，油相由氯苯和TEOS组成。本发明专利技术在材料制备过程中于双相分层法的基础上引入双模板策略，制备出了具有了花状结构的介孔二氧化硅，提升了其对牛血清白蛋白的负载性能，通过阴、阳离子表面活性剂不同浓度比例的复配，可以获得粒径更大且花样结构更加明显的介孔二氧化硅纳米颗粒，该材料作为载体具有更高的牛血清白蛋白负载量，并且制备简单、产物结构可控。产物结构可控。产物结构可控。

【技术实现步骤摘要】
一种花状介孔二氧化硅纳米颗粒及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于新型生物医用纳米材料，具体涉及基于一种花状介孔二氧化硅纳米颗粒及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着生物医药科技与纳米技术的快速发展，纳米材料被广泛应用于疾病诊疗等医药领域。其中，基于纳米材料的纳米药物递送系统是医药领域的一大研究热点。与常规药物相比，纳米载体药物制剂具有提升药物溶解度与稳定性、靶向给药、缓慢释放药物等多方面的优势。介孔二氧化硅纳米材料具有比表面积高、易于表面功能化、生物相容性好和热化学稳定性强等优点，基于介孔二氧化硅纳米颗粒(Mesoporous silica nanoparticles,MSNs)的纳米药物载体以其独特的结构特征与理化性质吸引了越来越多研究人员的关注。
[0003]1992年Kresg团队首次成功合成了介孔二氧化硅有序分子筛MCM
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41，自此揭开了介孔二氧化硅纳米材料的研究热潮。Vallet
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Regi等于2001年首次报道了基于MCM
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41的药物载体可用于装载小分子药物布洛芬，并展现出了较高的载药率。但是对于生物大分子(如核酸、蛋白质等)而言，像MCM
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41这类传统MSNs的孔径尺寸和孔道结构会对其负载性能产生一定的限制。因此迫切需要制备出能够负载生物大分子的MSNs。
[0004]现有技术中公开了一种用于口服蛋白免疫载体的制备方法(CN 106727426 A)，属于医药领域。在室温下使用单一模板剂，采用溶胶凝胶法合成介孔二氧化硅材料。以牛血清白蛋白(BSA)为模型药物，以介孔二氧化硅为载体，制得载有模型药物的介孔二氧化硅粒子，载药量为20.21％。壳聚糖通过静电作用，吸附于介孔二氧化硅的表面，这不仅增加了载体的生物粘附性，还能有效保护药物免受胃肠道环境的破坏。此外，带正电的壳聚糖介孔二氧化硅载药复合粒子更容易被细胞摄取，从而诱导机体的免疫反应。现有技术中介孔二氧化硅的制备方法大多数为传统的溶胶凝胶法，其制备得到的介孔二氧化硅均难以实现对生物大分子的高效负载，尤其是对蛋白质如牛血清白蛋白的负载量较低。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种具有较高蛋白质负载量的花状介孔二氧化硅纳米颗粒，显著提高了其对模型蛋白BSA的负载量。
[0006]本专利技术还提出所述的一种具有花状结构的介孔二氧化硅纳米颗粒的制备方法和应用。
[0007]技术方案：为了实现上述目的，本专利技术提供一种花状介孔二氧化硅纳米颗粒，所述二氧化硅纳米颗粒由有机硅源在阴、阳离子表面活性剂复配作为双模板的条件下，于油/水两相体系中水解缩合生成，所述阳离子表面活性剂为十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)或十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)，所述阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠(SDS)，所述有机硅源为正硅酸乙酯(TEOS)，所述油相由氯苯(Ph
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Cl)和正硅酸乙酯(TEOS)组成。
[0008]其中，所述阳离子表面活性剂在水相中的浓度为0.076～0.53M，所述阴离子表面
活性剂在水相中的浓度为0.014～0.482M。
[0009]本专利技术所述的花状介孔二氧化硅纳米颗粒的制备方法，包括如下步骤：
[0010](1)将阳离子表面活性剂和阴离子表面活性剂在水中混合，加入三乙醇胺(TEAH3)调节体系至弱碱性，在水浴条件下搅拌得到水相；
[0011](2)将Ph
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Cl和TEOS预混形成油相，然后在搅拌下将油相快速加入到步骤(1)的水相底部反应，形成混合溶液；
[0012](3)将步骤(2)的混合溶液离心分离，洗涤所得固体产物；
[0013](4)将步骤(3)所得产物干燥后煅烧，经自然冷却后即可获得花状介孔二氧化硅纳米颗粒或者将步骤(3)所得产物加热回流然后洗涤干燥即可获得花状介孔二氧化硅纳米颗粒。
[0014]作为优选，步骤(1)中阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、水、三乙醇胺的摩尔比为0.40～2.85:0.075～2.59:290～300:0.1～0.15。
[0015]作为优选，步骤(1)中水浴条件下搅拌为在50
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70℃水浴条件下以400
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600rpm的速度搅拌1
‑
2h。
[0016]进一步地，步骤(1)中水浴条件下搅拌为在60℃水浴条件下以500rpm的速度搅拌1h。
[0017]作为优选，步骤(2)中TEOS、Ph
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Cl与阳离子表面活性剂的摩尔比为1:15.46:0.40～2.85。
[0018]作为优选，步骤(2)中搅拌下将油相快速加入到步骤(1)的水相底部反应，反应条件为在50
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70℃、400
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600rpm的搅拌速度下将油相快速加入到步骤(1)的水相底部反应10
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15h。
[0019]进一步地，步骤(2)中搅拌下将油相快速加入到步骤(1)水相底部反应，反应条件为在60℃、500rpm的搅拌速度下将油相快速加入到步骤(1)水相底部反应12h。
[0020]作为优选，步骤(4)所述煅烧为在马弗炉中以2℃/min
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5℃/min的速度程序升温至500
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600℃，煅烧5
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7h。
[0021]进一步地，步骤(4)所述煅烧为在马弗炉中以2℃/min
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5℃/min的速度程序升温至550℃，煅烧6h。
[0022]作为优选，步骤(4)为向所得固体产物中加入盐酸的乙醇溶液并加热回流，再次离心后用乙醇洗涤该固体产物，之后将所得白色产物干燥即可获得花状孔道结构的介孔二氧化硅纳米颗粒。
[0023]本专利技术所述的一种花状介孔二氧化硅纳米颗粒在负载牛血清白蛋白中的应用。
[0024]本专利技术制备的介孔二氧化硅颗粒对模型蛋白BSA的负载在pH值为5的磷酸盐缓冲溶液中进行，负载温度为25℃，负载时间为12小时；BSA的释放在pH值为7和5.5的磷酸盐缓冲溶液中进行，释放温度为37℃。
[0025]本专利技术在材料制备过程中于双相分层法的基础上引入双模板策略，提升了所得介孔二氧化硅对牛血清白蛋白的负载性能。其中，双相分层法是指一种在油水两相体系中合成介孔材料的方法，强调硅酸盐与表面活性剂在油/水相界面的自组装过程。双模板策略是指以两种模板剂为结构导向剂介导材料形成特定的结构的一种合成策略。根据国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)分类标准的规定，介孔(或中孔)为孔径范围在2.0～50nm的孔。
[0026]本专利技术提出了双相分层法与双模板法相结合的策略，以阳离子表面活性剂CTAC或者CTAB和阴离子表面活性剂SDS为模板剂，引入TEAH3调节体系至弱碱性，加入Ph
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Cl和TEOS，在快速搅拌的条件下合成硅球，并通过调整阴、阳离本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种花状介孔二氧化硅纳米颗粒，其特征在于，所述二氧化硅纳米颗粒由有机硅源在阴、阳离子表面活性剂复配作为双模板的条件下，于油/水两相体系中水解缩合生成，所述阳离子表面活性剂为十六烷基三甲基氯化铵或十六烷基三甲基溴化铵，所述阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠，所述有机硅源为正硅酸乙酯，所述油相由氯苯和正硅酸乙酯组成。2.根据权利要求1所述的花状介孔二氧化硅纳米颗粒，其特征在于，所述阳离子表面活性剂在水相中的浓度为0.076～0.53M，所述阴离子表面活性剂在水相中的浓度为0.014～0.482M。3.一种权利要求1所述的花状介孔二氧化硅纳米颗粒的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将阳离子表面活性剂和阴离子表面活性剂在水中混合，加入三乙醇胺调节体系至弱碱性，在水浴条件下搅拌得到水相；(2)将氯苯和正硅酸乙酯预混形成油相，然后在搅拌下将油相快速加入到步骤(1)的水相底部反应，形成混合溶液；(3)将步骤(2)的混合溶液离心分离，洗涤所得固体产物；(4)将步骤(3)所得产物干燥后煅烧，经自然冷却后即可获得花状介孔二氧化硅纳米颗粒，或者将步骤(3)所得产物加热回流然后洗涤干燥即可获得花状孔道结构的介孔二氧化硅纳米颗粒。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、水、三乙醇胺的摩尔比为0.40～2.85:0.075～2.59:290～300:0...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭霞，范笑男，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：发明
国别省市：