專利名稱：一種糖基雙孔型炭材料及其制備方法和應用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種糖基雙孔型炭材料及其制備方法，屬于藥用載體材料技術(shù) 領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
材料科學與信息科學、生命科學并列為現(xiàn)代科學技術(shù)的三大支柱，其作用 和意義尤為重要，在各種各樣的不斷被開發(fā)和應用的材料中，多孔無機材料一 直受到全世界科研工作者的普遍關(guān)注。
有序介孔炭具有規(guī)整有序的孔結(jié)構(gòu)、孔尺可調(diào)整寸、介孔孔徑分布集中、 比表面積高和介孔孔容大等突出優(yōu)點在催化劑與催化劑載體、太空材料、生物 醫(yī)藥、吸附與分離和儲能等領(lǐng)域有著引人矚目的應用前景。特別是由于其生物 相容性優(yōu)良且無毒副作用等優(yōu)點，尤其在非生物材料中生物體相容性最好，因 而成為一種較理想的醫(yī)學和生理活性吸附材料。作為吸附劑，介孔炭可以吸附 腎病繼發(fā)高血壓患者體內(nèi)代謝產(chǎn)生的高于人體正常濃度的尿素、肌肝及蛋白質(zhì) 等。由于其優(yōu)良的球形結(jié)構(gòu)和光滑表面，易于從體內(nèi)排出，是理想的藥物緩釋 劑載體。由于多孔無機材料具有離子交換、擇形吸附、催化及較高的化學與生 物穩(wěn)定性等獨特性能，且大多數(shù)生化過程又與離子交換、吸附及催化過程密切 相關(guān)，這就決定了多孔無機材料在生物和醫(yī)藥領(lǐng)域中優(yōu)越的可利用性。復旦大 學趙東元院士和中山大學徐安武、符若文等在有序介孔材料領(lǐng)域做出了卓越的 貢獻，中國科學院炭材料國家重點實驗室在此領(lǐng)域開展了有意義的研究。目前
多孔材料在生物和醫(yī)藥領(lǐng)域中的研究致力于固定化酶、模擬酶、生物傳感器、 緩控釋藥物載體、抗菌助劑及抗癌藥物助劑等諸多方面的應用。
由"硬模板"法合成的有序介孔炭具有規(guī)整有序的孔結(jié)構(gòu)、可調(diào)整的孔尺 寸、集中的介孔孔徑分布、高的比表面積和大的介孔孔容等特點，具有蒸汽物 理活化法合成的介孔炭所不具備的諸多優(yōu)點，可以作為一種很好的模型材料。 模板合成法是一種基于主客體模板效應的合成方法。它利用己具備一定形貌、 結(jié)構(gòu)或周期性的材料做為模板劑，對產(chǎn)物的形貌和尺寸進行控制，在低維納米 材料(量子點、量子線)以及具有超晶格納米材料的制備中具有獨特的優(yōu)勢。綜
3合國內(nèi)外文獻報道，目前介孔炭合成的不足在于孔徑分布不夠集中，特別是對 于多肽、蛋白類大分子藥物體系，材料的孔徑分布不能夠智能調(diào)控。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服已有技術(shù)的不足，目的在于提供一種成本低的、生理 活性好、對小分子和大分子體系均能選擇性智能調(diào)控釋放行為的、適于多肽類 大分子藥物體系控制釋放的雙孔型載體材料。
本發(fā)明的另一目的是提供上述雙孔型載體材料的制備方法。 本發(fā)明還有一個目的是提供上述雙孔型載體材料的應用。 本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)上述目的 一種糖基雙孔型炭材料，是由以下重量份數(shù)的組分制成 聚環(huán)氧乙烯-聚環(huán)氧丙烯-聚環(huán)氧乙烯三嵌段共聚物l份，水0.5 10份，
糖0.2 2份，硅源0.2 2份。
所述糖優(yōu)選棉子糖或蔗糖；所述硅源優(yōu)選正硅酸乙酯。 本發(fā)明所述聚環(huán)氧乙烯-聚環(huán)氧丙烯-聚環(huán)氧乙烯三嵌段共聚物是結(jié)構(gòu)導向 劑，棉子糖或蔗糖是碳源，正硅酸乙酯是硅源；這幾種物質(zhì)是合成有序中孔材 料的必需的原料；上述重量份數(shù)并非本發(fā)明唯一可以實施的技術(shù)方案，本領(lǐng)域 中的技術(shù)人員可根據(jù)實際情況在合理的范圍內(nèi)調(diào)整，在可以預見的范圍內(nèi)的技 術(shù)方案仍然是本發(fā)明所要保護的范圍。
本發(fā)明所述糖基雙孔型炭材料的制備方法包括如下步驟
(1) 聚環(huán)氧乙烯-聚環(huán)氧丙烯-聚環(huán)氧乙烯三嵌段共聚物在水中均勻分散， 于50 10(TC攪拌，然后加入糖，用乙醇萃取回流；
(2) 加入硅源在80 13(TC下陳化，然后過濾、洗滌、干燥；
(3) 將步驟(2)制得的干燥的固體在氮氣保護下于500 90(TC炭化； (4)炭化產(chǎn)物用酸溶液洗滌，然后用蒸餾水或去離子水洗至pH值為6 7，
干燥得到產(chǎn)品。
所述聚環(huán)氧乙烯_聚環(huán)氧丙烯一 聚環(huán)氧乙烯三嵌段共聚物為結(jié)構(gòu)導向劑。 步驟(1)中所述反應物料是在反應器中反應，處于連續(xù)強力攪拌狀態(tài)下，
攪拌時間優(yōu)選lh;所述萃取回流的時間優(yōu)選為24 72h;所述乙醇用量優(yōu)選
l~6mlo
步驟(2)中所述干燥為室溫下干燥；所述陳化時間優(yōu)選24 72h。
4步驟(3)中所述氮氣保護的氮氣流速為200cmVmin;所述炭化時間優(yōu)選 l~10h。
步驟(4)中所述酸洗是用重量百分比濃度為20M的HF酸或重量百分比 濃度為10%的草酸溶液洗滌。
現(xiàn)有技術(shù)中的介孔材料水熱穩(wěn)定性很差，很容易造成中空結(jié)構(gòu)的坍塌，因 此操作過程中，溫度對反應影響很大，本發(fā)明所選擇的溫度范圍能較好的保持 介孔材料的的有序性，避免中空結(jié)構(gòu)坍塌，與現(xiàn)有技術(shù)形成明顯差別。
本發(fā)明還提供上述糖基雙孔型炭材料的應用，是應用于制備多肽類大分子 藥物控釋制劑。本發(fā)明的材料的大量中孔、少量大孔是本產(chǎn)品的特色所在，應 用于多肽類大分子藥物體系控制釋放，對小分子和大分子體系均能選擇性智能 調(diào)控釋放行為。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點和有益效果
本發(fā)明針對目前介孔炭合成的不足，即孔徑分布不夠集中，特別是對于多 肽、蛋白類大分子藥物體系，材料的孔徑分布不能夠智能調(diào)控，旨在克服已有 技術(shù)的不足，提供一種成本低的、生理活性好、對小分子和大分子體系均能選 擇性智能調(diào)控釋放行為的、適于多肽類大分子藥物體系控制釋放的雙孔型載體 材料，同時還具有以下優(yōu)點
(1) 本方法用乙醇將糖溶解，乙醇作為溶劑具有易揮發(fā)，促使糖在孔內(nèi)快 速成型的優(yōu)點；
(2) 本方法獲得了含大量中孔、少量大孔的雙孔型炭材料，對小分子和大 分子體系可實現(xiàn)選擇性智能調(diào)控釋放行為的、適于多肽類大分子藥物體系控制 釋放體系；
(3) 本方法成炭率高、生產(chǎn)工藝簡單，成本低?？赏麘迷诖蠓肿佣嚯?、 蛋白質(zhì)藥物控制釋放領(lǐng)域?qū)μ岣咚幬锇胨テ凇?br>

圖1是實施例1制得的產(chǎn)品放大2萬倍的電鏡照片； 圖2是實施例2制得的產(chǎn)品放大2萬倍的電鏡照片； 圖3是實施例3制得的產(chǎn)品放大2萬倍的電鏡照片； 圖4是實施例1制得的產(chǎn)品的孔徑分布圖。
具體實施方式
以下通過具體的實施例進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。本發(fā)明實施例中所
述聚環(huán)氧乙烯一聚環(huán)氧丙烯一聚環(huán)氧乙烯三嵌段共聚物由Sigma-Aldrich公司生產(chǎn)。
實施例l
取lg聚環(huán)氧乙烯一聚環(huán)氧丙烯一聚環(huán)氧乙烯三嵌段共聚物溶解于0.5g水 至均勻分散，50。C攪拌lh，然后加入棉子糖0.2g，乙醇3ml萃取回流24h; 加入硅源0.2g在80'C下陳化48h，然后過濾、洗漆、干燥；轉(zhuǎn)入管式爐中氮氣 保護下于90(TC高溫焙燒lh;所得產(chǎn)物用酸溶液洗滌，然后用蒸餾水或去離子 水洗至pH值為6 7，干燥即得BET比表面積為1098m2/g，總孔容0.97cm2/g, 含絕大部分4.2nm的中孔，少量125 nm大孔的產(chǎn)品。產(chǎn)品的電鏡照片如圖1， 孔徑分布圖為圖4。圖4的橫坐標為孔徑大小，單位是nm，縱坐標是孔徑分 布，單位是cmV(gmm)，圖中顯示本產(chǎn)品含有大部分的中孔，少量大孔。 實施例2
取lg聚環(huán)氧乙烯一聚環(huán)氧丙烯一聚環(huán)氧乙烯三嵌段共聚物溶解于5g水至 均勻分散，8(TC攪拌lh，然后加入蔗糖lg，乙醇6ml萃取回流48h;加入硅 源lg在100'C下陳化24h，然后過濾、洗滌、干燥；轉(zhuǎn)入管式爐中氮氣保護下 于50(TC高溫焙燒10h;所得產(chǎn)物用酸溶液洗滌，然后用蒸餾水或去離子水洗至 pH值為6 7，干燥即得BET比表面積為1179m2/g,總孔容1.39cmVg,含絕大 部分7.7nm的中孔，少量113nm大孔的產(chǎn)品。產(chǎn)品的電鏡照片如圖2。 實施例3
取lg聚環(huán)氧乙烯一聚環(huán)氧丙烯一聚環(huán)氧乙烯三嵌段共聚物溶解于10g水 至均勻分散，10(TC攪拌4h，然后加入棉子糖2g，乙醇6ml萃取回流72h;加 入硅源2g在13(TC下陳化72h，然后過濾、洗滌、干燥；轉(zhuǎn)入管式爐中氮氣保 護下于70(TC高溫焙燒3h;所得產(chǎn)物用酸溶液洗滌，然后用蒸餾水或去離子水 洗至pH值為6 7，干燥即得BET比表面積為1338m2/g，總孔容1.45cm2/g, 含絕大部分6.1nm的中孔，少量120nm大孔的產(chǎn)品。產(chǎn)品的電鏡照片如圖3。
實施例1~3的實驗結(jié)果與現(xiàn)有技術(shù)相比，證明了本發(fā)明優(yōu)點在于含有雙孔 結(jié)構(gòu)，預計對不同分子體系特別是大分子多肽類分子有選擇性調(diào)控和輸送作 用。所述pH不需要求絕對精確，優(yōu)選范圍為6 7。 實施例4對大分子多肽的緩釋作用實驗
6模擬體液的配制方法。依次在1L蒸餾水中溶解7.995gNaCl， 0.353g NaHC03， 0.224g KC1， 0.228g K2HP04'3H20， 0.305g MgCl2* 6H20， 0.368g CaCl2-2&0和0.071gNa2SO4,，并用Tris緩沖液(0^ 1^03)和鹽酸溶液調(diào)節(jié)SBF溶 液至pl^7.40，溶液中各種無機離子濃度及緩沖能力與人體血漿基本相同。
緩釋體系的制備與分析。先配制2mg/ml的強啡肽A溶液5ml (準確稱取強 啡肽A 10mg溶解于5ml超純水)。準確稱取0.20 g實施例1制得的產(chǎn)品，初濕 浸漬法浸漬于5ml上述2mg/ml強啡肽A溶液，真空冷凍干燥24h。之后浸泡 在100ml模擬體液中，放入搖床，溫度恒定為37°C，轉(zhuǎn)速為160r/min，間 隔時間1,5,10，20,40,60,90,120,150,180min取樣進行強啡肽A的釋放濃度分析， 上述各時間的釋藥百分比依次為3%, 7%， 15%, 30%, 60%, 75%, 80%, 90%， 950/o, 95%。
權(quán)利要求
1.一種糖基雙孔型炭材料，其特征在于由以下重量份數(shù)的組分制成聚環(huán)氧乙烯-聚環(huán)氧丙烯-聚環(huán)氧乙烯三嵌段共聚物1份，水0.5～10份，糖0.2～2份，硅源0.2～2份。
2. 如權(quán)利要求1所述的糖基雙孔型炭材料，其特征在于所述糖為棉子糖 或蔗糖；所述硅源為正硅酸乙酯。
3. —種權(quán)利要求1所述的糖基雙孔型炭材料的制備方法，其特征在于包 括以下步驟(1) 聚環(huán)氧乙烯-聚環(huán)氧丙烯一聚環(huán)氧乙烯三嵌段共聚物在水中均勻分 散，于50 100。C攪拌，然后加入糖，用乙醇萃取回流；(2) 加入硅源在80 13(TC下陳化，然后過濾、洗滌、干燥；(3) 將步驟(2)制得的干燥的固體在氮氣保護下于500 90(TC炭化； (4)炭化產(chǎn)物用酸溶液洗滌，然后用蒸餾水或去離子水洗至pH值為6 7，干燥得到產(chǎn)品。
4. 如權(quán)利要求3所述的糖基雙孔型炭材料的制備方法，其特征在于步驟 (1)中所述反應物料是在反應器中反應，處于連續(xù)強力攪拌狀態(tài)下，攪拌時間為1小時；所述萃取回流的時間為24 72h;所述乙醇用量為l~6ml。
5. 如權(quán)利要求3所述的糖基雙孔型炭材料的制備方法，其特征在于步驟(2) 中所述干燥為室溫下干燥；所述陳化時間為24 72h。
6. 如權(quán)利要求3所述的糖基雙孔型炭材料的制備方法，其特征在于步驟(3) 中所述氮氣保護的氮氣流速為200cmVmin;所述炭化時間為l~10h。
7. 如權(quán)利要求3所述的糖基雙孔型炭材料的制備方法，其特征在于步驟 (4)中所述酸洗是用重量百分比濃度為20%的HF酸或重量百分比濃度為10% 的草酸溶液洗滌。
8. —種權(quán)利要求l所述糖基雙孔型炭材料的應用，其特征是應用于制備 多肽類大分子藥物控釋制劑。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種糖基雙孔型炭材料及其制備方法和應用。所述糖基雙孔型炭材料由以下重量份數(shù)的組分制成聚環(huán)氧乙烯-聚環(huán)氧丙烯-聚環(huán)氧乙烯三嵌段共聚物1份，水0.5～10份，糖0.2～2份，硅源0.2～2份。所述制備方法為聚環(huán)氧乙烯—聚環(huán)氧丙烯—聚環(huán)氧乙烯三嵌段共聚物在水中均勻分散，于50～100℃攪拌，然后加入糖，用乙醇萃取回流；加入硅源在80～130℃下陳化，然后過濾、洗滌、干燥；將制得的干燥的固體在氮氣保護下于500～900℃炭化；炭化產(chǎn)物用酸溶液洗滌，然后用蒸餾水或去離子水洗至pH值為6～7，干燥得到產(chǎn)品。所述應用是應用于制備多肽類大分子藥物控釋制劑。本發(fā)明的材料對小分子和大分子體系均能選擇性智能調(diào)控釋放，應用前景廣闊。
文檔編號A61K47/34GK101580239SQ200910040629
公開日2009年11月18日 申請日期2009年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月26日
發(fā)明者王秀芳, 勇 田 申請人:廣東藥學院