[发明专利]一种孔径粒径可调的二氧化硅介孔球的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及纳米生物材料技术领域，是一种孔径粒径可调的二氧化硅介孔球的制备方法，以及二氧化硅介孔球在抗癌药物的装载及释放方面的应用。

现有技术

介孔材料由于具有均一的孔道、大的孔容和比表面积以及带有硅醇键、易于化学改性的孔道表面等特性，使其有望成为储藏药物分子、控制药物分子释放的药物载体材料。由于无定型的二氧化硅材料具有无毒性、生物相容性、热化学稳定性以及不易受免疫系统影响等特点，因此近年来，氧化硅介孔材料作为药物传输载体的研究得到了快速的发展。

然而，大量的生物医学实验表明，静脉注射给药的药物载体材料，尤其是用于抗肿瘤药物载体材料的颗粒大小必须严格控制在300纳米以下，否则，大量的药物载体材料颗粒会阻塞在肺、肝、脾脏等器官部位而不能随体液通过尿路排出，这就给介孔材料药物载体的研究带来了巨大的挑战。

一方面，符合颗粒大小要求的介孔材料的孔径普遍很小，约2～3 nm。现有的300纳米以下的大小均一的氧化硅介孔球材料一般采用的是MCM-41的合成方法，其以阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵作为模板剂，在室温下合成，不经过高温水热处理。获得的介孔球的特点是粒径小（100～200 nm）而均匀。近阶段大多数针对介孔材料药物载体的研究是围绕这种MCM-41氧化硅介孔球展开的。但是，由于该介孔球只有在室温下合成才能保证其小而均匀的颗粒形貌，室温合成导致合成后的介孔孔径非常小，只有2nm，因此，这种介孔球的孔道只能负载小分子药物，负载量也十分有限。2005年，朱钰方等人公开了一种具有贯通孔道的立方相空心介孔球材料，其空腔结构使药物储藏量大大提高，达到1100 mg/g。但是，这种材料的粒径在300～400 nm，团聚现象严重，而且孔径只有2.5 nm，无法储藏大分子药物。2008年，李永生等人公开了一种粒径为100 nm空心介孔球，该介孔球不仅有很高的布洛芬储藏量，而且介孔层厚度以及粒径可以微调，但是，它的介孔孔径也很小，只有2.2nm，因此，同样不能解决大分子药物储藏的问题。

另一方面，大孔径介孔材料的粒径一般都在微米级以上。这主要是因为介孔材料的合成大都是基于表面活性剂形成的胶束与硅源之间的协同作用自组装机理合成的。按照这种合成机理，可以通过反应条件的变化来合成千变万化的介孔结构，也就意味着，介孔材料的颗粒形貌、大小对合成条件，如反应温度、反应物类型及浓度等非常敏感，以至于难以控制。因此，可以调控的大孔径介孔材料的粒径一般都很大，基本上都在微米级以上。

再者，目前介孔材料扩孔的手段主要是水热法，即，利用水热处理的高温条件使胶束膨胀，或者在水热的同时引入非极性有机助剂，有机助剂分子可以溶解进入胶束的疏水区，扩大表面活性剂胶束的尺寸和体积，从而得到较大孔径的介孔材料。但是，对小粒径的介孔材料进行扩孔很难保证其原本小而均匀的形貌。因此，小粒径与大孔径的矛盾已成为介孔材料在生物医学领域应用的难题。目前，对孔径可调粒径可控的氧化硅介孔球的研究还鲜有报道。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种孔径粒径可调的二氧化硅介孔球的制备方法；可制备具有较窄的孔径和粒径分布的二氧化硅介孔球，并具有较好的生物相容性，较好的药物装载及释放性能，

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种孔径粒径可调的二氧化硅介孔球的制备方法，采用溶胶凝胶法，利用长链硅烷与正硅酸乙酯共沉淀制备孔径粒径可调的二氧化硅介孔球，其特征是，其步骤包括：

（1）按比例混合水、氨水及乙醇

先依次将水、氨水及乙醇按照摩尔比1:0.15～0.20:0.7～3.9混合均匀；

（2）按比例混合长链有机硅烷与正硅酸乙酯

将长链有机硅烷（C₁₈TMS）与正硅酸乙酯（TEOS）按摩尔比为1:4.5～5.0进行混合；

（3）将步骤（2）的混合物滴入步骤（1）的混合物并搅拌

将步骤（2）长链有机硅烷与正硅酸乙酯的混合物逐滴加入在步骤（1）的混合液中，用量应保证水与硅的摩尔比在1:0.00125～0.0056之间；在室温条件下搅拌4小时；

（4）离心分离、乙醇洗涤

将步骤（3）所得的产物进行离心分离，将所得的白色产物用乙醇洗涤3次；

（5）干燥

将步骤（4）用乙醇洗涤后的白色产物在80～100℃下干燥8～12小时；

（6）煅烧后得产物