[发明专利]聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料及其制备方法

说明书

聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核‑壳纳米复合材料及其制备方法，涉及一种核‑壳结构纳米复合材料及其制备方法。是要解决现有LDH@SiO₂壳‑核纳米复合材料结合的质粒DNA容易受到核酸酶的降解，生物稳定性较差的问题。方法：一、制备氨基化多孔二氧化硅；二、制备羧基化多孔二氧化硅；三、制备聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅；四、聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核‑壳纳米复合材料的制备。本方法制备的核‑壳纳米复合材料可以使质粒DNA不会被蛋白酶和核酸酶识别不会被降解，表现出很高的生物稳定性。本发明应用于基因递送载体材料领域。

技术领域

本发明涉及一种核-壳结构纳米复合材料及其制备方法。

背景技术

二氧化硅纳米粒因具有高热/化学稳定、比表面积大、孔径和粒度均一可控、可修饰性强等特性而日益受到关注。同时，二氧化硅纳米粒在体内可被生物降解生成硅酸被人体吸收或经泌尿系统排泄，具有较好的生物安全性。二氧化硅纳米粒的这些特性使其成为极具潜力的纳米药物载体和基因载体，具有很多优点，如保护DNA免受核酸酶降解，很好的渗透效应，可直接通过生物膜屏障进入细胞，释放质粒DNA，表达相应蛋白；经抗原提呈细胞有效摄取，加工处理后提呈给T细胞，产生免疫应答等。

层状双氢氧化物(LDH)是一类具有阴离子可交换性质的阴离子型粘土，已被广泛用于插层反应前体，并被视为一类新型的药物分子的输运载体。研究表明，其作为新型可调控的药物载体，在体内具有很好的分散性，可通过调节pH来控制其释放速率，在pH 3-5环境中，其释放药物的速率较快，这对于在树突状细胞(DC)或巨噬细胞内体或溶酶体的酸性环境中充分释放DNA疫苗很有帮助。此外LDH还具有较高的Zeta电位，这使得其更易于接触细胞表面，从而进入细胞内部，提高对细胞的转染效率。此外，LDH纳米载体对于DC有着很好的刺激效应。

然而，LDH作为基因递送载体也存在一些不足，其对于DNA的搭载量较低。因此有人将二氧化硅与LDH结合制备成壳-核纳米复合材料，使得复合材料既具备LDH的优点，又能够多量搭载质粒DNA。但是，这种LDH@SiO₂壳-核纳米复合材料结合的质粒DNA容易受到核酸酶的降解，生物稳定性较差。

发明内容

本发明是要解决现有LDH@SiO₂壳-核纳米复合材料结合的质粒DNA容易受到核酸酶的降解，生物稳定性较差的问题，提供一种聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料及其制备方法。

本发明聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料是壳－核结构的纳米材料，其中壳为LDH，核为聚乙烯亚胺修饰的二氧化硅。

本发明还提供上述聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：

一、制备氨基化多孔二氧化硅：

室温下称取十六烷基三甲基溴化铵溶于去离子水中，磁力搅拌下加入乙醚、氨水和乙醇，于1000～5000r/min搅拌30～120min；将正硅酸乙酯与KH550快速滴加到反应体系中，于1000～5000r/min搅拌4～8h，反应结束后向体系中加入HCl终止反应；得到的反应溶液于8000～12000r/min离心10～15min，弃上清，沉淀用无水乙醇洗涤3～5遍后分散在乙醇中，然后加入HCl，于70～75℃搅拌24～26h后，再于8000～12000r/min离心15～20min，沉淀用无水乙醇洗3～5遍，室温干燥，得到氨基化二氧化硅，待用；

二、制备羧基化多孔二氧化硅：

将氨基化二氧化硅加到N,N-二甲基甲酰胺中，此溶液为a溶液；将琥珀酸酐溶解在N,N-二甲基甲酰胺中，此溶液为b溶液；将b溶液加到a溶液中，再加入三乙醇胺，搅拌6～7h，于8000～12000r/min离心10～15min，弃上清，无水乙醇洗涤沉淀3～5次，去除三乙醇胺和过量的琥珀酸酐，沉淀干燥，得到羧基化多孔二氧化硅，待用。