本发明专利技术提供了一种聚阳离子表面修饰的大孔介孔硅纳米粒及其与核酸的复合物和应用，聚阳离子是阳离子烯类单体B的共聚物或B与非阳离子型的烯类单体D或（和）交联剂C的共聚物；所述的大孔介孔硅纳米粒的粒径在100-500nm之间，孔径在8-20nm之间。本发明专利技术还提供了聚阳离子表面修饰的大孔介孔硅纳米粒的制备方法，以及提供了聚阳离子表面修饰的大孔介孔硅纳米粒与核酸的复合物。本发明专利技术提供的聚阳离子表面修饰的大孔介孔硅纳米粒具有良好生物相容性、低成本、低毒、易制备且具有较高转染效率，因此，作为siRNA、蛋白、疏水性药物的载体，能够广泛的用于细胞转染、疾病的预防、诊断和化疗、基因治疗中。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种聚阳离子表面修饰的大孔介孔硅纳米粒，具体是聚阳离子表面接枝修饰孔径为10-20nm的介孔硅杂化纳米粒和制备方法及其作为核酸、药物载体的应用。
技术介绍
在病毒感染、基因紊乱、癌症等需要系统给药的疾病治疗上，siRNA的应用遇到了很大的挑战。由于裸siRNA极易被血清及组织中的核酸酶降解，或者被巨噬细胞所吞噬，且siRNA的负电性不利于其进入细胞，导致系统给药的裸siRNA很难到达靶细胞内发挥其靶基因沉默作用，因此，需要载体的靶向递送。目前，有30多个siRNA制剂进入临床研究，其中仅有9个是静脉注射的系统给药，但临床试验结果并不乐观，其最大的问题就是siRNA体内靶向递送效果较差。由于病毒载体存在的免疫原性风险，非病毒载体的开发十分迫切。聚阳离子是一类较好的非病毒载体，具有结构可控、非免疫原性等特点，但转染效率与常规的阳离子脂质体低且正电荷性导致较高的细胞毒性。为提高聚阳离子载体的转染效率和降低毒性，人们开发了各种复杂结构的多功能性载体体系，尽管在转染效率和毒性上有所改善，但负载的载体结构带来制备困难、难以规模化制备或制备成本较高、结构难控制等问题。LipOfectamine2000作为在细胞水平上的转染试剂得到了广泛的应用，但价格十分昂贵。因此，高效、低毒、低成本的siRNA靶向递送系统的研发十分必要。1992年，Kresge首次在Nature杂志上报道了一类以硅铝酸盐为基的新颖的介孔氧化硅材料M41S，其中以命名为MCM-41的材料最引人注目。其特点是孔道大小均匀、六方有序排列、孔径在1.5-10nm范围可以连续调节，具有高的比表面积和较好的热稳定及水热稳定性。同时，由于MCM-41材料的表面易于进行化学改性，为制备具有特定性能的复合材料提供了可能，也为纳米团簇 材料在母体材料中的组装提供了方便。介孔硅具备比表面积大、可控的孔径和孔体积、内外表面易于功能化以及良好地生物相容性等特点。在过去几十年里，介孔硅被广泛应用在生物医药领域。当介孔硅作为siRNA载体时，siRNA可以被吸附在介孔硅纳米粒的外表面以及负载到大孔介孔硅的内孔道里，具有较好的应用前景。在众多功能化大孔介孔硅的方法中，浸溃法(又称为后聚合法)是一种有效的处理方法。通过原位自由基聚合吸附在介孔硅表面的乙烯基类单体，形成聚合物-介孔硅杂化材料。在聚合完成以后，在介孔硅的内外表面形成一薄层的聚合物，而介孔硅的介孔仍保持通透。很多种表面功能化基团可以通过这种方法接在介孔硅表面，提供了一种为了不同的使用目的制备功能化有机无机复合材料的易行方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述缺陷，把聚阳离子与大孔介孔硅的优良性能相结合，提供一类新型的具有良好生物相容性、低成本、低毒性、可响应细胞内谷胱甘肽氧化还原的多功能性聚阳离子-大孔介孔硅杂化纳米粒，及其制备方法和在核酸、药物载体上的应用。本专利技术的技术方案如下:—种聚阳离子表面修饰的大孔介孔硅纳米粒，聚阳离子是含有阳离子基团的烯类单体(B)的均聚物或共聚物，或是B与非阳离子型的烯类单体(D)或(和)交联剂(C)的共聚物，大孔介孔娃纳米粒的粒径在50-500nm之间，孔径在7_30nm之间。所述的单体B是N，N-取代的(甲基)丙烯酰胺，或N，N-取代的(甲基)丙烯酸酯，或它们的混合物。所述的单体B选自:甲基丙烯酸-N，N-二乙氨基乙酯、丙烯酸-N，N-二甲氨基乙酯、N，N- 二甲基丙烯酰胺、N，N- 二乙基丙烯酰胺、甲基丙烯酸-N，N- 二甲氨基甲酯、丙烯酸-N，N- 二甲氨基甲酯、丙烯酸-N，N- 二乙氨基乙酯、丙烯酸-N，N- 二乙氨基甲酯、甲基丙烯酸-N，N- 二异丙基氨基乙酯、N，N- 二甲基甲基丙烯酰胺或N，N- 二乙基甲基丙烯酰胺。所述C是具有双官能团的烯类单体。交联剂C选自双丙烯酰胱胺，聚乙二醇双丙稀Ife酷。所述的单体D选自乙烯基吡咯烷酮、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、N-异丙基丙烯酰胺、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、醋酸乙烯酯、苯乙烯、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、聚乙二醇甲基丙烯酸酯、叶酸-聚乙二醇-单丙烯酸酯、RGD-聚乙二醇-单丙烯酸酯等。所述的聚阳离子表面修饰的大孔介孔硅纳米粒的聚阳离子与介孔硅的质量比为0.2-1.5 ；所述的聚阳离子中，单体B所占的质量百分数是50-100%，单体D所占的质量百分数是0-50%，交联剂C所占的质量百分数是0-20%。本专利技术提供的聚阳离子表面修饰的大孔介孔硅纳米粒制备方法，是通过以下步骤制备的:首先以小孔介孔硅纳米粒(孔径l_5nm，粒径50-500nm)为原料，经1，3，5-三甲基苯(TMB)为孔扩大剂，乙醇和水为溶剂，在水热釜中反应制得大孔介孔硅纳米粒；再在大孔介孔硅纳米粒上物理吸附所需的单体B、D和/或交联剂C，原位引发聚合，制得聚阳离子表面修饰的大孔介孔娃纳米粒。所述的PC-MSN的制备方法，具体步骤为:(I)以正硅酸乙酯(TEOS)为原料，氢氧化钠为催化剂，十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为乳化剂和制孔剂，水为分散介质，在70-90°C下搅拌制得的粒径在100-500nm之间，孔径在l_5nm之间的MCM-41型介孔娃小孔介孔娃纳米粒；(2)将制得的MCM-41型小孔介孔硅纳米粒在乙醇中超声分散，加入水热釜中，再加入1，3，5-三甲基苯(TMB)和水的混合溶剂，在马弗炉中140-160°C反应40-50小时制得，产物用水和乙醇洗，离心分离，得到大孔介孔硅纳米粒；(3)将制得的大孔介孔硅纳米粒分散在乙醇中，加入所需单体B和D、和/或引发剂C，室温搅拌3-5h，而后在真空烘箱约30-40°C环境中将乙醇挥发干净；将得到单体-介孔硅混合物加入Schlenk管反应器，抽真空通氮气三次，在50-70°C油浴中反应65_7，100°C左右反应约I小时，120°C左右反应约一小时，得到产物；产物用水和乙醇洗，离心分离，得到聚阳离子表面修饰的大孔介孔硅纳米粒。本专利技术的聚阳离子表面修饰的大孔介孔硅纳米粒的应用方法，主要用途在于与疏水性药物、siRNA以及 多肽、蛋白类生物大分子复合形成纳米粒，也可以同时负载疏水性药物和siNA或多肽、蛋白，用于药物制剂、基因传递和转染试剂、检测和免疫制剂。聚阳离子表面修饰的大孔介孔硅纳米粒与核酸的复合物及应用，是聚阳离子表面修饰的大孔介孔硅纳米粒与带负电荷的核酸通过静电作用形成的复合物，聚阳离子表面修饰的大孔介孔硅纳米粒与核酸的质量比为3:1-40:1，所述核酸为带负电荷的核酸，核酸的分子量为IXIO3-1XiO8 ;所述的复合物分散在水状液体系或负载在水凝胶体系中，用于制备细胞转染试剂、制备疾病的预防、诊断或基因治疗的药物，以及用于细胞转染、疾病的预防、诊断和基因治疗。本专利技术还提供了聚阳离子表面修饰的大孔介孔硅纳米粒的应用，主要用途在于与疏水性药物、siRNA以及多肽、蛋白类生物大分子复合形成纳米粒，也可以同时负载疏水性药物和siNA或多肽、蛋白，用于药物制剂、基因传递和转染试剂、检测和免疫制剂。此外，本专利技术还提供了一种聚阳离子表面修饰的大孔介孔硅纳米粒与核酸的复合物的应用，在于所述的复合物分散在水状液体系或负载在水凝胶体系中，用于本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种聚阳离子表面修饰的大孔介孔硅纳米粒，其特征在于所述的聚阳离子是含有阳离子基团的烯类单体（B）的均聚物或共聚物，或是B与非阳离子型的烯类单体（D）或（和）交联剂（C）的共聚物，所述的大孔介孔硅纳米粒的粒径在50?500nm之间，孔径在7?30nm之间。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：董岸杰，林道舒，邓联东，张建华，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：
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