一種納米金星負(fù)載的中空介孔二氧化硅的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于中空介孔二氧化硅領(lǐng)域，特別涉及一種納米金星負(fù)載的中空介孔二氧化硅的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]常見(jiàn)的分子影像學(xué)手段包括超聲成像(Ultrasound Imaging，US)、X_射線斷層掃描(X-ray computed tomography imaging，CT)和光聲成像(Photoacoustic Imaging,PA)等。超聲成像具有連續(xù)動(dòng)態(tài)成像，但其分辨率和靈敏度低;CT成像雖然具有高的分辨率和靈敏度，但存在重建圖像偽影多；光聲成像抗干擾性好，但深層組織成像受吸收影響大。這三種成像模式各自存在著優(yōu)勢(shì)和不足，如果將多種成像模式相互結(jié)合、相互補(bǔ)充進(jìn)行綜合診斷分析，可以獲取更豐富和更準(zhǔn)確的影像信息。因此，發(fā)展多模態(tài)成像技術(shù)將成為提高腫瘤診斷準(zhǔn)確度的一種趨勢(shì)。造影劑作為分子影像學(xué)重要組成部分，通過(guò)適當(dāng)?shù)倪x擇可以大大地加大病變組織和正常組織的對(duì)比度，從而提高成像診斷的靈敏性、特異性、安全性以及分辨率。目前臨床常用的造影劑有:超聲成像造影劑聲諾維，CT成像造影劑Omnipaque。但是這些小分子造影劑都存在不可克服的缺陷，如一種造影劑只適應(yīng)于一種成像模式，血液循環(huán)時(shí)間過(guò)短、無(wú)組織特應(yīng)性和腎臟毒性大。近年來(lái)，隨著納米技術(shù)的發(fā)展，研究者發(fā)現(xiàn)基于納米顆粒的造影劑可以克服以上小分子造影劑的內(nèi)在缺陷。因此，開(kāi)發(fā)一種新型、高效的多功能納米顆粒造影劑，尤其是既能提高成像診斷的精準(zhǔn)度，又能減小對(duì)機(jī)體的傷害的多模態(tài)成像造影劑變得非常有必要。
[0003]傳統(tǒng)的腫瘤治療手段有手術(shù)切除，化學(xué)治療和放射治療等，但這幾種腫瘤治療方法都存在毒副作用大和給藥效率低等不足。光熱治療屬于物理療法，較強(qiáng)光吸收的材料能在近紅外光下將光能轉(zhuǎn)化為熱能從而殺死癌細(xì)胞，達(dá)到腫瘤治療的效果。其具有治療時(shí)間短、疼痛少、副作用小和治療特異性好等特點(diǎn)，是一種具有潛在廣泛應(yīng)用前景的腫瘤治療方法。因此，開(kāi)發(fā)研制新型安全的能夠誘導(dǎo)腫瘤光熱治療的生物材料是當(dāng)前推廣光熱治療的必要前提。近年來(lái)納米技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域尤其是在癌癥的早期診斷和治療方面得到了廣大研究。通過(guò)對(duì)納米材料的合理設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)一種集多模態(tài)成像和治療為一體的新型、高效、多功能納米平臺(tái)成為可能，從而實(shí)現(xiàn)癌癥的診斷和治療的時(shí)空統(tǒng)一。
[0004]中空介孔二氧化娃具有尺寸均一，空腔結(jié)構(gòu)和表面易功能化等特點(diǎn)。Wang等(WangX.et al.B1materials.2013,34:2057-2068.)制備中空介孔二氧化娃顆粒，在其表面負(fù)載了金納米顆粒，其內(nèi)部空腔中包裹PFH，得到了可以用于動(dòng)物體內(nèi)腫瘤超聲成像的造影劑。而納米金星具有結(jié)構(gòu)可控，近紅外強(qiáng)吸收等特點(diǎn)。Kh Iebt so V等(Khlebtsov B.etal.J.Nanopart.Res.2014,16:2623-2634.)發(fā)現(xiàn)了納米金星在近紅外處具有很好的紫外吸收值，深入研究了不同尺寸的金種子形成的納米金星顆粒尺寸也不同，尺寸越大的納米金星的紫外吸收峰的波長(zhǎng)更大。而Li等(Li J.C.et al.B1materai I s.2015,38:10-21.)制備了 PEI穩(wěn)定的Fe3O4/納米金星核殼結(jié)構(gòu)納米顆粒，更為深入的研究了其在動(dòng)物體內(nèi)腫瘤模型中MR/CT成像和光熱治療的功能，結(jié)果表明納米顆粒具有很好的MR/CT成像和光熱治療效果O
[0005]檢索國(guó)內(nèi)外有關(guān)多模態(tài)成像和治療一體化納米平臺(tái)方面的文獻(xiàn)和專利結(jié)果表明:目前還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)基于納米金星負(fù)載中空介孔二氧化硅的US/CT/PA多模態(tài)成像和光熱治療為一體的多功能納米顆粒的制備與應(yīng)用方面的報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種納米金星負(fù)載的中空介孔二氧化硅的制備方法，該方法制備得到的納米顆粒具備優(yōu)異的生物相容性和較長(zhǎng)的體內(nèi)血液循環(huán)時(shí)間，具有良好的US/CT/PA成像和光熱治療效果，為多模態(tài)成像造影劑和診療一體化平臺(tái)的開(kāi)發(fā)提供了一種新方法，應(yīng)用前景廣闊。
[0007]本發(fā)明的一種納米金星負(fù)載的中空介孔二氧化硅的制備方法，包括:
[0008](I)將無(wú)水乙醇、超純水和氨水在室溫下混合，并在30-35°C水浴中攪拌30-60min，然后加入正硅酸乙酯TE0S，繼續(xù)攪拌l-2h，得到實(shí)心二氧化硅顆粒SS12;接著加入預(yù)先混合的TEOS和碳十八烷基三甲基硅烷C18TMS的混合液，繼續(xù)攪拌l_2h，離心收集，得到介孔硅包裹的實(shí)心硅顆粒mSi02@sSi02 ；
[0009](2)將上述mSi02@sSi02分散在無(wú)水碳酸鈉溶液中，在80-90°C油浴中攪拌30-60min，冷卻后離心，洗滌，冷凍干燥，煅燒，得到中空介孔二氧化硅顆粒HMSs ；
[0010](3)將上述HMSs溶于異丙醇中并超聲分散，加入(3-氨基丙基)二甲基乙氧基硅烷MPTMS，在70-80°C油浴中回流8_10h，離心收集，洗滌，得到巰基修飾的中空介孔二氧化硅HMSs-SH；
[0011](4)將上述HMSs-SH溶于水中并超聲分散，加入金納米顆粒溶液，室溫下攪拌48-72h，離心收集，得到金納米顆粒負(fù)載的中空介孔二氧化硅HMSsOAu seed ；
[0012](5)將上述HMSsOAu seed溶于水中并超聲分散，加入氯金酸溶液，攪拌2_4min，接著先后加入硝酸銀溶液和抗壞血酸溶液，繼續(xù)攪拌l_2h，離心收集，洗滌，冷凍干燥，得到納米金星負(fù)載的中空介孔二氧化娃HMSsOstar Au；
[0013](6)將上述HMSsOstar Au加入到PE管中，加入全氟己烷PFH，密封PE管，在冰水中超聲2-3min，離心收集，得到包裹Pi7H的中空介孔二氧化硅HMSsOstar Au-PFH；
[0014](7)將上述HMSsOstar Au-PHl分散在水中，加入一端為巰基的聚乙二醇mPEG-SH水溶液，室溫下攪拌3-4h，離心收集，得到聚乙二醇修飾和包裹中空介孔二氧化硅HMSsOstar Au-PFH-PEG，g卩HAPP。
[0015]所述步驟(I)中無(wú)水乙醇、超純水和氨水的體積比為21-24:2-5:1; TE0S、混合液中的TEOS和混合液中的C18TMS的體積比為2-5:2-4:1。
[0016]所述步驟(2)中無(wú)水碳酸鈉溶液的濃度為0.6-0.9mol/L，mSi02@sSi02和無(wú)水碳酸鈉的質(zhì)量比為1:15-35。
[0017]所述步驟⑶中HMSs的異丙醇溶液的濃度為0.8-1.0mg/mL，HMSs和MPTMS的質(zhì)量比為1:1-3。
[0018]所述步驟(4)中HMSs-SH的水溶液的濃度為2-5mg/mL，HMSs-SH和金納米顆粒的質(zhì)量比為20-30:1 ο金納米顆粒制備為:將氯金酸溶液煮沸，在強(qiáng)烈攪拌下，加入檸檬酸鈉溶液，繼續(xù)攪拌15min，之后室溫冷卻，得到直徑約為1nm的金納米顆粒Au seed。其中氯金酸溶液的濃度為ImM，檸檬酸鈉溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為I %，氯金酸溶液和檸檬酸鈉溶液的體積比為3:20。
[0019]所述步驟(5)中HMSsOAu seed的水溶液的濃度為l_3mg/mL，氯金酸溶液的濃度為
0.3-0.6mmol/mL，硝酸銀溶液的濃度為2-4mmol/mL，抗壞血酸溶液的濃度為0.1-0.3mol/mL；HMSsiAu seed溶液、氯金酸溶液、硝酸銀溶液和抗壞血酸溶液的體積比為15:150-300:20-30:1-2。
[0020]所述步驟(6)中PFH溶液和HMSsOstar Au粉末的比值為2_4yL/mg。
[0021 ] 所述步驟(7)中HMSsOstar Au-Pi7H的水溶液的濃度為l-3mg/mL，mPEG-SH水溶液濃度為 10-20mg/mL，HMSs@star Au-Pi7H和mPEG-SH質(zhì)量比為1:1-2。
[0022]所述步驟(7)中室溫下攪拌為磁攪拌，攪拌速度為100-200r/min。
[0023]所述步驟(1)-(7)中的離心速度均為85001'/111；[11。
[0024]所述步驟(7)中得到的HAPP具有US/CT/PA多模態(tài)成像和光熱治療功能。
[0025]本發(fā)明使用透射電子顯微鏡(TEM)、電勢(shì)粒徑(DLS)、熱重分析(TG，DTG)、紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)(UV-Vis)、氮吸附-脫附等溫曲線、全反射紅外吸收光譜