基于介孔二氧化硅的功能納米復(fù)合材料的合成及其性能研究.pdf

1、介孔二氧化硅納米材料（Mesoporous Silica,MSNs）因其獨(dú)特的孔道結(jié)構(gòu)、較大的比表面積和較好的生物相容性等優(yōu)點(diǎn)，在吸附和醫(yī)藥載體方面有著廣泛的應(yīng)用。但是，單純的二氧化硅材料功能比較單一，不能很好地滿足其應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)特定的需求，如：藥物釋放的可控性、細(xì)胞造影功能及吸附選擇性等，嚴(yán)重地限制了二氧化硅在實(shí)際生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。因此，根據(jù)應(yīng)用需求設(shè)計(jì)合成含功能基團(tuán)的“智能型”聚合物，并與中空介孔二氧化硅復(fù)合，制備基于介孔二氧化硅材

2、料的多功能納米復(fù)合材料，成為了生物和環(huán)境等領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)和焦點(diǎn)。
　　本論文以介孔二氧化硅為基底材料，采用較為簡(jiǎn)單易行的方法與功能性無(wú)機(jī)納米粒子、有機(jī)小分子和功能性聚合物等復(fù)合，制備了一系列基于二氧化硅的“智能型”多功能納米復(fù)合物，分別用于抗腫瘤藥物的定向輸送及控制釋放，以及水體中有機(jī)污染物的去除。這類納米復(fù)合物不僅可以用于藥物的控制釋放，有效提高藥物利用效率，而且具備了熒光、磁性等特性，可以用于腫瘤的診斷及藥物載體的示蹤。另外，

3、此類復(fù)合物還可以用于從水體中選擇性地吸附-解吸附有機(jī)物小分子，在環(huán)境修復(fù)領(lǐng)域也有很好的應(yīng)用前景。
　　（1）通過(guò)自組裝的方法將含葉酸靶向基團(tuán)的pH-敏感兩親性聚合物（HAMAFA-b-DBAM）包裹在疏水性烷基鏈（C18）修飾的中空介孔二氧化硅納米顆粒（HMS）表面。在自組裝過(guò)程中加入疏水的超順磁性四氧化三鐵納米粒子（SPIONPs），SPIONPs就會(huì)被固定在聚合物的疏水段與HMS之間。由于兩親性聚合物上接枝了葉酸（FA）基團(tuán)，

4、納米復(fù)合物（ HAMAFA-b-DBAM-coated DOX@HMS@C18@SPIONPs）可以靶向富集到葉酸受體高表達(dá)的腫瘤細(xì)胞內(nèi)部。然后腫瘤細(xì)胞內(nèi)部的弱酸性環(huán)境會(huì)刺激聚合物發(fā)生斷裂，從而釋放出負(fù)載在HMS內(nèi)部的藥物。由于納米復(fù)合物內(nèi)部包裹了SPIONPs，因此可以用磁共振造影來(lái)診斷腫瘤病灶部位以及藥物的輸送和釋放情況。將二氧化硅與無(wú)機(jī)納米粒子和聚合物進(jìn)行復(fù)合，克服了納米粒子的功能性比較單一的缺陷，為制備基于介孔二氧化硅的多功能納

5、米復(fù)合物材料作了良好的鋪墊。
　?。?）為了更好地實(shí)現(xiàn)藥物的控制釋放，我們進(jìn)一步設(shè)計(jì)了比pH-敏感聚合物更可控的可見(jiàn)光敏感聚合物（HFMP）用以包裹介孔二氧化硅納米粒子。同時(shí)，在自組裝的過(guò)程中將熒光基團(tuán)RITC引入復(fù)合體系中。納米復(fù)合物（CRHMS@HFMP）在靶向進(jìn)入葉酸受體高表達(dá)的腫瘤細(xì)胞內(nèi)部后，經(jīng)外界可見(jiàn)光照射，包裹在納米粒子表面的聚合物發(fā)生降解，從而將負(fù)載在內(nèi)核及介孔孔道中的藥物釋放出來(lái)。由于RITC熒光基團(tuán)的存在，該納米

6、復(fù)合物還可以用于細(xì)胞內(nèi)熒光造影。
　?。?）在聚合物包裹中空介孔二氧化硅體系的基礎(chǔ)上進(jìn)一步引入上轉(zhuǎn)換納米粒子和光敏劑，設(shè)計(jì)合成了同時(shí)具備抗腫瘤藥物的近紅外光控釋放、藥物治療及光動(dòng)力學(xué)療法等雙重治療效果的高效型納米藥物載體。首先合成了Mn2+摻雜的上轉(zhuǎn)換納米粒子（UCNPs），然后包裹一層介孔二氧化硅，并在表面修飾長(zhǎng)烷基鏈C18和光敏劑二氫卟吩e6（Ce-6），最后通過(guò)自組裝方法將單線態(tài)氧（1O2）敏感的兩親性聚合物包裹在納米粒子表

7、面。在近紅外光照射下，UCNPs吸收（980 nm）紅外光并轉(zhuǎn)化為紅光（660 nm），進(jìn)一步激發(fā)Ce-6產(chǎn)生1O2，刺激聚合物發(fā)生降解，釋放負(fù)載在二氧化硅介孔孔道中的藥物。多余的1O2也被釋放出來(lái)，殺死周圍的腫瘤細(xì)胞。本體系在近紅外光控制藥物釋放的基礎(chǔ)上引入了光動(dòng)力學(xué)療法，可以對(duì)癌癥起到更好的治療效果。
　　基于介孔二氧化硅的納米復(fù)合物不僅在醫(yī)藥載體領(lǐng)域有很好的應(yīng)用，極大的比表面積和孔道容積也使此類材料在環(huán)境吸附等方面有很好的應(yīng)

8、用前景。
　?。?）通過(guò)‘ship in a bottle’的方法將疏水性的分子印跡聚合物（MIP）引入到中空介孔二氧化硅納米粒子的中空內(nèi)核處。由于二氧化硅表面的硅羥基表現(xiàn)出的親水性，納米復(fù)合物可以很好地分散于水相中。另外，包裹在內(nèi)部的MIP可以通過(guò)HMS的介孔孔道很好地識(shí)別并吸附水溶液中的模板有機(jī)小分子。合成的納米復(fù)合物在環(huán)境、食品等領(lǐng)域都有著潛在的應(yīng)用價(jià)值。
　?。?）為了解決納米復(fù)合物的循環(huán)使用以及有機(jī)小分子的原位降解

9、問(wèn)題，我們將溫敏性功能聚合物引入到HMS內(nèi)核處，并將納米復(fù)合物修飾到本身對(duì)有機(jī)小分子具有降解性的細(xì)菌表面。利用溫敏性聚合物在溫度改變下實(shí)現(xiàn)的吸附-解吸附性能和HMS的介孔孔道，可以對(duì)水溶液中的有機(jī)小分子進(jìn)行富集，從而提高了有機(jī)小分子在細(xì)菌周圍的相對(duì)濃度，進(jìn)而提高細(xì)菌生物降解有機(jī)物的效率。此種納米復(fù)合物表現(xiàn)出較好的重復(fù)使用性，在處理水溶有機(jī)小分子污染廢水方面有較好的應(yīng)用前景。
　　將介孔二氧化硅材料與功能性無(wú)機(jī)納米粒子、有機(jī)小分子和