[发明专利]一种形貌可控的中空介孔二氧化硅纳米颗粒及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种形貌可控的中空介孔二氧化硅纳米颗粒及其制备方法和应用。所述中空介孔二氧化硅纳米颗粒采用金棒纳米颗粒与金球纳米颗粒作为内核。所述制备方法包括如下步骤：金棒纳米颗粒与金球纳米颗粒的制备；金棒纳米颗粒的硅外壳的修饰；金球纳米颗粒的硅外壳的修饰；中空介孔二氧化硅纳米颗粒的制备。本发明的中空介孔二氧化硅纳米颗粒可以通过控制金纳米颗粒的形貌来使得空腔硅壳内部形貌可控，这对于生物医学的可控载药释放有重要意义，有望应用于药物的可控释放。

技术领域

本发明属于介孔二氧化硅材料领域，具体涉及一种形貌可控的中空介孔二氧化硅纳米颗粒及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，纳米载药系统对于疾病的治疗有重要意义。由于较好的疗效、低的毒性和副作用和较少的用药频率等优点，可控的药物释放系统吸引了很多关注，被广泛研究。到目前为止，被广泛应用的可控药物释放系统的药物载体包括脂质体、嵌段共聚物、树状聚合物和各种各样的无机纳米材料，其中，介孔二氧化硅纳米颗粒由于其独特的性能受到更多的关注和研究。作为一种良好的载药材料，它的优点在于：孔道排布均一有序且孔径可调控(2～50nm)，可以容纳并且保存多种类型的活性分子；比表面积高，孔体积大，可以用于高剂量的分子负载；二氧化硅表面具有大量的硅醇基团，可以用于多种官能团的修饰，并且用于靶向治疗，刺激响应等；生物相融性好，可作用于体内细胞；基于以上的诸多优点，介孔二氧化硅材料在生物医学、材料科学等方面都具有极其广泛的应用前景。

中空的介孔硅纳米材料，相较于普通介孔硅纳米材料，具有更低的密度，更高的比表面积和更高的负载空间，成为了更加理想的能量存储及药物传输的载体。但不同的方法以及制备条件对于所合成材料的尺寸，形貌，孔径大小都有很大的影响。

发明内容

本发明利用不同形貌的金纳米颗粒(金纳米棒和金纳米球)为模板，得到了形貌可控的中空介孔二氧化硅纳米颗粒。本发明的亮点在于可以通过控制金纳米颗粒的形貌来使得空腔硅壳内部形貌可控，这对于生物医学的可控载药释放有重要意义，有望应用于药物的可控释放。

鉴于此，本发明提供了一种形貌可控的中空介孔二氧化硅纳米颗粒及其制备方法和应用，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种形貌可控的中空介孔二氧化硅纳米颗粒，包括中空介孔二氧化硅纳米颗粒，所述纳米颗粒采用金棒纳米颗粒与金球纳米颗粒作为内核。

优选的，所述中空介孔二氧化硅纳米颗粒的硅层外壳厚度控制在10～20nm。

一种形貌可控的中空介孔二氧化硅纳米颗粒的制备方法，包括以下步骤：

步骤1)金棒纳米颗粒与金球纳米颗粒的制备：采用晶种诱导生长法合成金棒纳米颗粒，采用柠檬酸钠体系合成金球纳米颗粒；

步骤2)金棒纳米颗粒的硅外壳的修饰：全部合成实验在水浴锅中完成，将水浴温度保持在32～35℃；

首先，取含有步骤1)制备的金棒纳米颗粒的溶液10～20mL，调节pH至10～11；

然后，分三次，每隔30min加入10～20μL、20％的硅酸四乙酯乙醇溶液，搅拌过夜；

最后，将所得的反应液离心纯化，得到介孔硅包覆的金棒纳米颗粒；

步骤3)金球纳米颗粒的硅外壳的修饰：将含有步骤1)制备的金球纳米颗粒的浓缩液分散在超纯水中，制成浓度为3.0～5.0nM的溶液，取140～150μL该溶液加入到3～5mL乙醇中，再向其中加入巯基乙酸溶液20～30μL，搅拌10～20min后加入300μL 0.2％的硅酸乙酯和90～100μL氨水，搅拌下反应过夜，离心浓缩，得到介孔硅包覆的金球纳米颗粒；