專利名稱：：多孔中空二氧化硅納米顆粒、所述二氧化硅納米顆粒的制備方法以及包含所述二氧化硅...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及多孔中空二氧化硅納米顆粒，其各自包含具有大的內(nèi)腔的核心和圍繞所述核心的二氧化硅殼，其中所述殼具有大小受控的孔以允許大量藥物以持續(xù)和穩(wěn)定的方式釋放。本發(fā)明還涉及所述二氧化硅納米顆粒的制備方法、以及含有所述二氧化硅納米顆粒的藥物載體和藥物組合物。
背景技術(shù)：
：自20世紀(jì)70年代以來，基于控制釋放技術(shù)的藥物遞送系統(tǒng)的開發(fā)已取得了顯著進(jìn)展。目前許多有關(guān)藥物遞送系統(tǒng)的產(chǎn)品可商業(yè)購得并且處在開發(fā)中。有關(guān)藥物載體的廣泛研究在多個(gè)領(lǐng)域中正積極進(jìn)行，包括非胃腸外藥物遞送系統(tǒng)(例如口Ji艮、經(jīng)肺、經(jīng)鼻和經(jīng)眼的藥物遞送)以及胃腸外藥物遞送系統(tǒng)。然而，迄今為止已知的藥物載體的尺寸都非常大，這使得難于通過粘膜或體循環(huán)而將藥物遞送至靼組織。在此情況下，由于納米級(jí)顆粒在藥物控釋遞送系統(tǒng)中的潛在應(yīng)用，與作為藥物載體的納米級(jí)顆粒的制備相關(guān)的技術(shù)引起了高度關(guān)注。近年來，研究了許多基于可生物降解聚合物的藥物遞送系統(tǒng)，其中一些藥物遞送系統(tǒng)已經(jīng)存在于市場(chǎng)中。根據(jù)新開發(fā)的基于溶膠-凝膠的技術(shù)，可在室溫下將生物活性劑引入二氧化硅干凝膠中，這提出了一種新的可能性控制藥劑從凝膠基質(zhì)中的釋放特性(S.B.Nicoll.等Invitroreleasekineticsofbiologicallyactivetransforminggrowthfactor-pifromanovelporousglasscarrier,Biomaterial18(1997)853-859,等)。所述溶膠-凝膠技術(shù)在成本、簡(jiǎn)易性和多樣性方面具有優(yōu)勢(shì)，所述二氧化硅干凝膠由于其無毒性和生物相容性而具有吸引力(P.Kortesuo.等，SilicaXerogelasimplantablecarrierforcontrolleddrugdeliverevaluationofdrugdistributionandtissueeffectsafterimplantation,Biomaterial21(2000)193-198)。基于這些優(yōu)點(diǎn)，研究已集+在作為用于多種治療劑(比如肝素)的控制釋放遞送材料的二氧化硅干凝膠系統(tǒng)上(M.S.Ahola.等，Invitroreleaseofheparinfromsilicaxerogels,Biomaterials22(2001)2163-2170)。大多數(shù)當(dāng)前已知的利用二氧化硅干凝膠的系統(tǒng)是含有被捕獲或吸附于其中的治療劑的載體或者是由在其表面上與治療劑化學(xué)鍵合的聚合物而制備的載體。因此，該系統(tǒng)的制備需要利用交聯(lián)劑還涉及對(duì)工藝參數(shù)(例如溫度和pH)的控制。此工藝控制增加了所負(fù)載藥物的不良作用的風(fēng)險(xiǎn)，因此限制了該系統(tǒng)的臨床應(yīng)用。作為解決這些問題的一種策略，可以考慮其中將通過多種方法(例如模板法)制備的多孔中空二氧化硅顆粒用作藥物載體的方法(RCaruso.等,Nanoengineeringofinorganicandhybridhollowspheresbycolloidaltemplating，Science282(1998)1111-1114)。在當(dāng)前技術(shù)中利用模板所面臨的缺點(diǎn)在于難以制備穩(wěn)定形式的納米級(jí)中空顆粒。另一個(gè)缺點(diǎn)在于由于所述顆粒的內(nèi)腔非常小而因此僅負(fù)載非常有限量的藥物。此夕卜，在控制圍繞所述腔的殼的孔徑方面存在困難，因此使得難以控制藥物的釋放特性。因此，所述納米級(jí)中空顆粒不適于用作藥物載體
發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問題本發(fā)明是考慮到現(xiàn)有技術(shù)中的問題而做出的，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供中空二氧化硅納米顆粒，其各自含有具有大的內(nèi)腔的核心和在其中可穩(wěn)定形成所述核心的多孔二氧化硅殼，所述腔的大小可自由控制，并且所述二氧化硅殼的孔徑可控，從而實(shí)現(xiàn)藥物的有效釋放特性。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種制備所述二氧化硅納米顆粒的方法。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供含有所述二氧化硅納米顆粒的藥物載體。本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供含有所述二氧化硅納米顆粒的藥物組合物。技術(shù)方案根據(jù)本發(fā)明用于實(shí)現(xiàn)上述目的的一個(gè)方面，提供了多孔中空二氧化硅納米顆粒，其各自含有具有直徑1~100nm的腔的核心和在其表面上具有官能團(tuán)(下文簡(jiǎn)稱為"表面官能團(tuán)，，)的多孔二氧化硅殼。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了多孔中空二氧化硅納米顆粒，其各自含有具有直徑1100nm的腔的核心和表面用生物相容性聚合物改性的多孔二氧化硅殼。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述生物相容性聚合物選自聚亞烷基二醇(PAG)、聚醚酰亞胺(PEI)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、親水性乙烯基聚合物、其共聚物以及其混合物。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述中空二氧化硅納米顆粒的直徑為20~250nm。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種制備中空二氧化硅納米顆粒的方法，其包括將磁性納米簇與二氧化硅前體混合(第一步)、用所述二氧化硅前體在相應(yīng)磁性納米簇上形成二氧化硅殼(第二步)、除去存在于所述二氧化硅殼內(nèi)的磁性納米簇(第三步)、以及在所述二氧化硅殼表面上引入官能團(tuán)(第四步)。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述中空二氧化硅納米顆?？梢杂蒙锵嗳菪跃酆衔镞M(jìn)行表面改性(第五步)。在一個(gè)實(shí)施方案中，所逸磁性納米簇可通過以下步驟制備(l)將磁性納米顆粒溶于有機(jī)溶劑中以制備油相，(2)將兩親性化合物溶于水性溶劑中以制備水相，(3)將所述油相與所述7jc相混合以制備乳液，以及U)從所述乳液中分離所述油相?；杓{米顆粒和負(fù)載于所述核心的腔內(nèi)或所述二氧化硅殼的孔內(nèi)的藥物活性成分。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述藥物活性成分具有按下式1計(jì)算的1~100%的負(fù)載分?jǐn)?shù)負(fù)載分?jǐn)?shù)(%)=(i)。二氧化硅納米顆粒的重量根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，提供了一種包含所述中空二氧化硅納米顆粒和至少一種可藥用載體的藥物組合物。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述藥物組合物還可包含負(fù)載于所述核心的腔內(nèi)或所述二氧化硅殼的孔內(nèi)的藥物活性成分。有益效果由于所述核心內(nèi)存在大的腔，本發(fā)明的多孔中空二氧化硅納米顆粒表現(xiàn)出比用于藥物載體的常規(guī)顆粒高得多的藥物負(fù)載效率。此外，通過與所述二氧化硅殼鍵合的表面團(tuán)能團(tuán)和/或通過經(jīng)所述表面官能團(tuán)與所述二氧化硅殼鍵合的生物相容性聚合物來優(yōu)化所述多孔二氧化硅殼的孔徑范圍，以保證藥物從所述二氧化硅納米顆粒中持續(xù)和穩(wěn)定的釋放。因此，本發(fā)明的多孔中空二氧化硅納米顆?？捎行в糜谒幬镙d體或藥物組合物的制備。此外，通過利用磁性納米簇作為用于制備所述二氧化硅納米顆粒的模板可自由控制所述核心的腔大小。在附圖中，圖i是描述實(shí)施例i中表面用聚乙二醇進(jìn)行改性的中空二氧化硅納米顆粒的制備步驟的示意圖2顯示了描繪實(shí)施例1中所制備的不同種類的納米顆粒的圖3顯示了(a)磁性納米顆粒，(b)磁性納米簇，(c)磁性二氧化硅顆粒和(d)中空二氧化硅納米顆粒的透射電子顯微鏡照片(TEM)，所有這些均是實(shí)施例1中制備的；圖4顯示了(a)圖示實(shí)施例1各步驟中所制備產(chǎn)品的粒徑分布和C電勢(shì)的圖，以及(b)實(shí)施例1中在除去存在于所述二氧化硅納米顆粒內(nèi)的磁性物質(zhì)之前和之后的二氧化硅納米顆粒的照片；圖5是表明實(shí)施例1中制備的(a)磁性二氧化硅納米顆粒和(b)中空二氧化硅納米顆粒的X射線衍射分析結(jié)果的圖6是顯示實(shí)施例l各步驟中所制備產(chǎn)品(a)磁性納米簇、(b)磁性二氧化硅納米顆粒、以及(c)中空二氧化硅納米顆粒的傅立葉變換紅外光鐠(FT-IR)結(jié)果的圖7是顯示實(shí)施例1中所制備的(a)磁性二氧化硅納米顆粒和(b)中空二氧化硅納米顆粒的熱重分析(TGA)結(jié)果的圖8顯示了舉例說明實(shí)施例1中所制備的(a)磁性納米簇(MKs)，(b)磁性二氧化硅顆粒(MSNPs)和(c)中空二氧化硅納米顆粒(HSNPs)的X射線光電子譜結(jié)果的圖，以及(d)顯示了所述產(chǎn)品(a)、(b)和(c)中Si和Fe的組成比例的圖9是顯示實(shí)施例1中制備的顆粒中所吸附/解吸附的氮的量的圖10顯示了舉例說明從試驗(yàn)實(shí)施例3中所制備的藥物載體中所釋放藥物的量作為時(shí)間函數(shù)的(a)圖和(b)半對(duì)數(shù)圖；以及圖ll顯示了(a)試驗(yàn)實(shí)施例3中所制備的負(fù)載抗癌劑的納米顆粒的熒光顯微鏡照片，(b)通過離心沉淀而負(fù)載抗癌劑的納米顆粒的照片，以及(c)分散在水中的負(fù)載抗癌劑的納米顆粒的照片?？s寫如下MKs=磁性納米蔟MSNPs=磁性二氧化硅納米顆粒HSNPs=中空二氧化硅納米顆粒HSNPs-PEG=表面用聚乙二醇改性的中空二氧化硅納米顆粒最佳實(shí)施方式本發(fā)明涉及多孔中空二氧化硅納米顆粒(下文中也稱為"PHSN"或"HSNP"),其各自包含具有直徑1100nm的腔的核心與在其表面上具有官能團(tuán)的多孔二氧化硅殼。由于所述核心中存在大的腔，本發(fā)明的二氧化硅納米顆粒表現(xiàn)出比用于藥物載體的常規(guī)顆粒高得多的藥物負(fù)載效率。此外，通過表面官能團(tuán)和/或通過經(jīng)表面官能團(tuán)與所述二氧化硅殼鍵合的生物相容性聚合物來優(yōu)化所述多孔二氧化硅殼的孔徑范圍，以保證藥物從所述多孔中空二氧化硅納米顆^:中持續(xù)和穩(wěn)定的釋放。因此，本發(fā)明的多孔中空二氧化硅納米顆?？捎行в糜谒幬镙d體的制備?，F(xiàn)將更詳細(xì)地描述本發(fā)明的多孔中空二氧化硅納米顆粒。所述核心被所述多孔二氧化硅殼所圍繞并具有直徑為1-100nm(優(yōu)選為40100nm)的腔。術(shù)語"腔"指所述多孔中空二氧化硅納米顆粒由多孔二氧化硅構(gòu)成的殼(即所述多孔二氧化硅殼)所圍繞的內(nèi)部空間。由于與常規(guī)藥物載體相比較而言，本發(fā)明的二氧化硅顆粒的內(nèi)腔的體積大，因此可用于制備藥物負(fù)載效率顯著提高的藥物載體。如果所述腔的直徑小于1nm,則藥物負(fù)載效率非常低，這可導(dǎo)致腔形成無意義。同時(shí)，如果所述腔的直徑大于100nm,則藥物釋放行為可能難以控制。將官能團(tuán)引入圍繞所述中空核心的多孔二氧化硅殼的表面上，并可通過所述表面官能團(tuán)引入生物相容性聚合物。表面官能團(tuán)或生物相容性聚合物的引入使得能夠控制所述二氧化硅殼的孔徑，因此可以控制待引入所述中空核心和/或所述孔內(nèi)的藥物的釋放速率。對(duì)于表面官能團(tuán)的種類沒有特別限制?？梢允褂媚軌蚺c所述二氧化硅殼和所述生物相容性聚合物進(jìn)行化學(xué)鍵合的任何表面官能團(tuán)，而對(duì)其沒有任何特別限制。合適的表面官能團(tuán)的實(shí)例包括畫COOH、-CHO、-NH2、-SH、-CONH2、P03H、-P04H、-S03H、-S04H、畫OH、-NR4+X、磺酸基(sulfonate)、硝酸基(nitrate)、膦酸基(phosphonate)、琥珀酰亞胺基、馬來酰亞胺基(maldmide)和烷基。這些官能團(tuán)可單獨(dú)或者以其組合的形式引入。具有表面官能團(tuán)的二氧化硅納米顆粒優(yōu)選直徑為10-200nm。如果直徑小于10nm，則存在孔徑可能難以控制的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，如果直徑大于200mn，則體內(nèi)適用性可能受到限制。本發(fā)明還涉及多孔中空二氧化硅納米顆粒，其各自包含具有直徑1~100nm的腔的核心和表面用生物相容性聚合物改性的多孔二氧化硅殼。可通過二氧化硅殼的表面官能團(tuán)利用生物相容性聚合物來改性所述多孔二氧化硅殼的表面。這種表面改性使得能夠另外控制所述殼的孔徑。所述生物相容性聚合物的重均分子量為100~100,000是優(yōu)選的。重均分子量低于100的生物相容性聚合物可能表現(xiàn)出體內(nèi)毒性。而不期望的是，重均分子量高于100,000的生物相容性聚合物在其適用性方面遇到困難。生物相容性聚合物的種類不受特別限制，只要所述生物相容性聚合物的重均分子量在上述規(guī)定的范圍內(nèi)即可。例如，所述生物相容性聚合物選自聚亞烷基二醇(PAG)、聚醚酰亞胺(PEI)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、親水性乙烯基聚合物、其共聚物以及其混合物。使用聚亞烷基二醇是更優(yōu)選的。優(yōu)選的聚亞烷基二醇的實(shí)例包括聚乙二醇(PEG)和單甲氧基聚乙二醇(mPEG)。所述生物相容性聚合物優(yōu)選以基于所述二氧化硅顆粒重量的5wt%至50wt。/。的量存在。所述生物相容性聚合物的量^(氐于5wt."A可能不足以控制所述二氧化硅殼的孔徑，而所述生物相容性聚合物的量高于50wt。/。則可能導(dǎo)致內(nèi)腔和孔尺寸過度減小。此外，表面用生物相容性聚合物改性的納米顆粒的中空核心的直徑為1100nm，優(yōu)選為40-100nm。如果所述腔的直徑小于1nm，則其可能對(duì)于形成腔沒有意義。而如果所述腔的直徑大于100nm，則藥物釋放行為可能難以控制。此外，表面用生物相容性聚合物改性的二氧化硅殼優(yōu)選孔徑為1~100A。當(dāng)所述二氧化硅殼的孔徑小于1A時(shí)，存在著物質(zhì)(例如藥物)的釋放效率可能降低的風(fēng)險(xiǎn)。而當(dāng)所述二氧化硅殼的孔徑大小大于IOO丄時(shí)，則存在著物質(zhì)(例如藥物)的釋放效率可能難以控制的風(fēng)險(xiǎn)。所述多孔二氧化硅殼的厚度為150nm是優(yōu)選的。如果所述二氧化硅殼的厚度小于1nm,則藥物負(fù)載穩(wěn)定性可能降低。而如果所述多孔二氧化硅殼的厚度大于50nm，則藥物釋放速度可能非常慢。表面用生物相容性聚合物改性的二氧化珪納米顆粒優(yōu)選直徑為20~250nm，更優(yōu)選為80250nm。如果所述二氧化硅納米顆粒的直徑小于80nm，則所述孔徑可能難以控制。而如果所述二氧化硅納米顆粒的直徑大于250nm，則體內(nèi)適用性可能受到限制。本發(fā)明的二氧化硅納米顆粒還可以包含引入到其表面上的組織特異性結(jié)合物質(zhì)。本文中所用的術(shù)語"組織特異性結(jié)合物質(zhì)"意指能夠與靶標(biāo)活組織進(jìn)行特異性結(jié)合的物質(zhì)。組織特異性結(jié)合物質(zhì)的引入使得包含二氧化硅納米顆粒的藥物載體能夠更容易地到達(dá)所希望的部位。用于本發(fā)明的合適的組織特異性結(jié)合物質(zhì)的實(shí)例包括但不限于抗原、抗體、RNA、DNA、半抗原、抗生物素蛋白、鏈霉抗生物素蛋白、中性抗生物素蛋白(neutravidin)、蛋白A、蛋白G、凝集素、選擇素、放射性同位素標(biāo)記成分以及能夠與腫瘤標(biāo)志物特異性結(jié)合的物質(zhì)。本文中所用的術(shù)語"腫瘤標(biāo)志物，，指肺瘤細(xì)胞所表達(dá)和/或分泌的但在正常細(xì)胞中較少或根本不產(chǎn)生的特定物質(zhì)。多種腫瘤標(biāo)志物和能與肺瘤標(biāo)志物特異性結(jié)合的物質(zhì)是本領(lǐng)域中已知的。根據(jù)肺瘤標(biāo)志物的作用機(jī)理，可將這些肺瘤標(biāo)志物分類為配體、抗體、受體和其編碼核酸，如表l中所歸納的。表l類別腫瘤標(biāo)志物組織特異性結(jié)合物質(zhì)配體抗體受體突觸結(jié)M白I的C2結(jié)構(gòu)域膜聯(lián)蛋白V整合素VEGF促血管生成素1，2生長激素釋放抑制因子血管腸肽癌胚抗原HER2/neu抗體前列腺特異性的膜抗原葉酸受體整合素受體VEGFRTie2受體生長激素釋放抑制因子受體血管腸狀受體.Herceptin(Genentech,USA)Rituxan(Genentech，USA)葉酸在腫瘤標(biāo)志物是配體的情況下，可將能夠與所述配體特異性結(jié)合的物質(zhì)引入到所述二氧化硅納米顆粒中，所述物質(zhì)的一個(gè)實(shí)例可以是能夠與所述配體特異性結(jié)合的受體或抗體。這些配體和可用于本發(fā)明的能夠與所述配體特異性結(jié)合的受體的實(shí)例包括但不限于突觸結(jié)合蛋白(synaptotagmin)的C2結(jié)構(gòu)域和磷脂酰絲氨酸、膜聯(lián)蛋白(annexinV)和磷脂酰絲氨酸、整合素及其受體、血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)及其受體、促血管生成素和Tie2受體、生長激素釋放抑制因子及其受體、以及血管腸肽及其受體。在腫瘤標(biāo)志物是抗原的情況下，可將能夠與所述抗原特異性結(jié)合的物質(zhì)引入到所述二氧化硅納米顆粒中，所述物質(zhì)的一個(gè)實(shí)例可以是抗體。這些抗原和可用于本發(fā)明的能夠與所述抗原特異性結(jié)合的抗體的實(shí)例包括但不限于癌胚抗原(結(jié)直腸癌標(biāo)志物抗原)和Herceptin(Genentech，美國)、HER2/neu抗原(乳癌標(biāo)志物抗原)和美羅本、以及前列腺特異性膜抗原(前列腺癌標(biāo)志物抗原)和Rituxan(IDCE/Ge歸tech,美國)。作為胂瘤標(biāo)志物的受體的一個(gè)代表性實(shí)例是在卵巢癌中表達(dá)的葉酸受體?？蓪⒛軌蚺c所述受體(葉酸的葉酸受體)特異性結(jié)合的物質(zhì)引入到所述二氧化硅納米顆粒中，所述物質(zhì)的實(shí)例包括能夠與所述受體特異性結(jié)合的配體和抗體。如上所述，抗體尤其優(yōu)選為本發(fā)明中的組織特異性結(jié)合物質(zhì)?？贵w具有僅與特定對(duì)象選擇性和穩(wěn)定地結(jié)合的能力。當(dāng)旨在將抗體引入所述二氧化硅納米顆粒中時(shí)，抗體Fc結(jié)構(gòu)域中賴氨酸的-NH2、半胱氨酸的-SH以及天冬氨酸和谷氨酸的-COOH是有用的位點(diǎn)。這些抗體是可商購的或者可通過本領(lǐng)域已知的合適方法制得。例如，通過以下方法制備抗體。首先，利用適量的抗原免疫哺乳動(dòng)物(例如小鼠、大鼠、山羊、兔、馬或綿羊)一次或多次。經(jīng)過一定時(shí)間后，當(dāng)?shù)味冗_(dá)到最佳水平時(shí)，從所述哺乳動(dòng)物采集血清。需要時(shí)，可通過任何已知方法純化所述血清并存儲(chǔ)在冷凍的緩沖液中備用。該方法的詳細(xì)內(nèi)容是本領(lǐng)域中眾所周知的。術(shù)語"核酸"旨在包括編碼上述配體、抗原、受體以及其至少一部分的RNA和DNA。如本領(lǐng)域中所知，核酸具有在互補(bǔ)序列間形成堿基對(duì)的能力?；诖四芰?，可利用具有與特定堿基序列互補(bǔ)的堿基序列的核酸檢測(cè)具有該特定堿基序列的核酸。在本發(fā)明中，具有與編碼酶、配體、抗原和受體中之一的核酸互補(bǔ)的堿基序列的核酸可用作二氧化硅納米顆粒的組織特異性結(jié)合物質(zhì)。此外，位于核酸5，-和3，-末端的官能團(tuán)(比如-NH2、-SH和-COOH)可用于將核酸引入到納米顆粒中?？赏ㄟ^本領(lǐng)域中已知的標(biāo)準(zhǔn)方法合成這些核酸，例如利用自動(dòng)DNA合成儀(可從Biosearch,AppliedBiosystems等商購得到)。具體地，可通過Steinetal.Nucl.AddsRes.1988,vo1.16，p.3209中所描述的方法合成石克代磷酸酯寡核苷酸，可利用可控玻璃(controlledglass)作為聚合物載體合成曱基膦酸酯寡核苷酸(Sarinetal.Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.1988,vol.85，p.7448)。如前所解釋的，可通過本發(fā)明的二氧化硅納米顆粒殼的表面官能團(tuán)引入所述組織特異性結(jié)合物質(zhì)。或者，當(dāng)利用生物相容性聚合物對(duì)二氧化硅納米顆粒殼進(jìn)行表面改性時(shí)，將特異性結(jié)合結(jié)構(gòu)域引入所述生物相容性聚合物中，然后可通過所述特異性結(jié)合結(jié)構(gòu)域引入組織特異性結(jié)合物質(zhì)。所述結(jié)合結(jié)構(gòu)域由所引入的組織特異性結(jié)合物質(zhì)的種類所決定，所述結(jié)合結(jié)構(gòu)域的非限定性實(shí)例是所述表面官能團(tuán)的反官能團(tuán)(counterfunctionalgroup)。本發(fā)明還涉及中空二氧化硅納米顆粒的制備方法，其包括將磁性納米簇與二氧化硅前體混合(第一步)、利用所述二氧化硅前體在各磁性納米簇上形成二氧化硅殼(第二步)、除去存在于所述二氧化硅殼內(nèi)部的磁性納米簇(第三步)、以及在所述二氧化硅殼的表面上引入官能團(tuán)(第四步)。本發(fā)明的方法還可包括用生物相容性聚合物改性所述中空二氧化硅納米顆粒的表面(第五步)。在下文中將更詳細(xì)闡述本發(fā)明方法的各個(gè)步驟。在第一步中，將磁性納米簇與二氧化硅前體混合。此混合導(dǎo)致二氧化硅前體與磁性納米簇的結(jié)合以及二氧化硅前體的水解。所述磁性納米簇用作形成最終的納米顆粒的中空核心的模板。利用磁性納米簇作為模板能夠在納米顆粒內(nèi)形成比常規(guī)方法所形成的腔更大的腔。此外，此模板步驟提供了可自由控制腔大小的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于所述磁性納米簇的制備方法沒有特別限制。例如，可通過以下方法制備所述磁性納米簇。首先，將磁性納米顆粒溶于有機(jī)溶劑中以制備油相，將兩親性化合物溶于水性溶劑中以制備水相。然后，將所述油相與所述水相混合以制備乳液。從所述乳液中分離出油相，留下所期望的磁性納米簇。對(duì)該磁性納米顆粒的制備方法也沒有特別限制。例如，可通過(a)使納米顆粒前體與有機(jī)表面穩(wěn)定劑在溶劑中反應(yīng)以及(b)熱分解所述反應(yīng)產(chǎn)物而制備所述磁性納米顆粒。在步驟(a)中，該反應(yīng)允許所述有機(jī)表面穩(wěn)定劑與納米顆粒表面進(jìn)行配位。對(duì)所述納米顆粒前體的種類沒有特別限制。就納米顆粒前體而言，作為示例其可以是與選自-CO、-NO、-C5H5、烷氧化物和其它已知配體中的至少一種配體鍵合的金屬化合物。這些有機(jī)金屬化合物的具體實(shí)例包括金屬羰基化合物，如五羰基鐵(Fe(CO)s)、二茂鐵和羰基錳(Mn2(CO)1());以及金屬乙酰丙酮化合物，如乙酰丙酮鐵(Fe(acac)3)。納米顆粒前體的另一個(gè)實(shí)例是由金屬離子和已知的反陰離子(例如cr或N(V)構(gòu)成的鹽。這些金屬鹽包括氯化鐵(FeCl3)、氯化亞鐵(FeCh)和硝酸鐵(Fe(N03)3)。需要時(shí)，可使用兩種或更多種前述金屬前體的混合物來合成合金納米顆粒或復(fù)合納米顆粒。所述有機(jī)表面穩(wěn)定劑可選自烷基三曱基鹵化銨、飽和與不飽和脂肪酸、三烷基氧化膦、烷基胺、烷基硫醇、烷^P危酸鈉和烷基磷酸鈉。這些表面穩(wěn)定劑可以單獨(dú)或作為其混合物而^f吏用。優(yōu)選地，所述溶劑具有臨近所述配位化合物(其中所述有機(jī)表面穩(wěn)定劑與所述納米顆粒前體的表面配位)熱分解溫度的高沸點(diǎn)。適用于本發(fā)明的溶劑的實(shí)例包括醚化合物，如辛基醚、丁基醚、己基醚和癸基醚；雜環(huán)化合物，如吡啶和四氬呋喃(THF);芳香族化合物，如甲苯、二甲苯、均三甲苯和苯；亞砜化合物，如二曱基亞砜(DMSO);酰胺化合物，如二曱基甲酰胺(DMF);醇類，如辛醇和癸醇；烴類，如戊烷、己烷、庚烷、辛烷、姿烷、十二烷、十四烷和十六烷；以及水。對(duì)步驟(a)中的反應(yīng)條件沒有特別限制，可根據(jù)納米顆粒前體和表面穩(wěn)定劑的種類而適當(dāng)變化。例如，該反應(yīng)可在室溫或室溫以下進(jìn)行。該反應(yīng)通常在保持溫度為約30至200。C的情況下進(jìn)行。在步驟(b)中，使所述配位化合物(其中有機(jī)表面穩(wěn)定劑與納米顆粒前體的表面進(jìn)行配位)熱分解以生長納米顆粒。所述反應(yīng)條件可以適當(dāng)變化，從而使得納米顆粒的大小和形狀一致。所述熱分解溫度可根據(jù)納米顆粒前體和表面穩(wěn)定劑的種類而適當(dāng)變化。優(yōu)選地，所述熱分解在約50至500。C下進(jìn)行?？梢酝ㄟ^已知方法將如此制得的納米顆粒進(jìn)行分離和純化。所述磁性納米簇的種類取決于所用納米顆粒前體的種類。用于所述磁性納米簇的合適材料的實(shí)例包括但不具體限于金屬材料、磁性材料和磁性合金。合適的金屬材料是Pt、Pd、Ag、Cu和Au，合適的磁性材料是Co、Mn、Fe、Ni、Gd、Mo、MM，204和MxOy(M和M，各自獨(dú)立地代表Co、Fe、Ni、Mn、Zn、Gd或Cr，0<x<3，并且0<"5)，合適的磁性合金是CoCu、CoPt、FePt、CoSm、NiFe和NiFeCo。這些材料可以單獨(dú)或以其兩種或更多種組合的方式使用。在本發(fā)明的方法中，對(duì)利用磁性納米顆粒制備磁性納米簇的具體條件沒有特別限制。也就是說，可以利用有機(jī)溶劑(例如氯仿)、水性溶劑(例如超純水)或兩親性化合物(例如聚乙烯醇)通過本領(lǐng)域中已知的乳化方法來制備所述磁性納米簇。而且，所述磁性納米蔟還可以在存在選自以下的合適的表面活性劑的情況下進(jìn)行制備肥皂，如油酸鉀和油酸鈉；陰離子型去污劑，如aerosolOT、膽酸鈉和辛酸鈉；陽離子型去污劑，如十六烷基氯化吡啶鎗、烷基三甲基溴化銨、勤L氯銨和十六烷基二甲基乙基溴化銨；兩性離子型去污劑，如N-烷基-N,N-二甲基銨基-l-丙磺酸鹽和CHAPS;以及非離子型去污劑，如聚氧乙烯酯、聚氧乙烯脫水山梨醇酯、脫水山梨醇酯和各種曲拉通(triton)類(例如TX-100、TX-114)以及其混合物。這些表面活性劑起到降低水相和油相間界面張力的作用，使得分散于乳液中的油相或水相在熱力學(xué)上是穩(wěn)定的。在第一步中，使磁性納米簇與二氧化硅前體(其在隨后步驟中組成二氧化硅殼)在合適的溶劑中混合，以誘導(dǎo)二氧化硅前體與磁性納米蔟的結(jié)合和二氧化硅前體的水解。就溶劑而言，可使用本領(lǐng)域中已知的任何水性溶劑和有機(jī)溶劑，而對(duì)其沒有特別限制。優(yōu)選使用水和醇的混合溶劑。所述混合溶劑中的水用來水解二氧化硅前體。在該步驟中，將羥基引入二氧化硅前體的硅原子中以參與縮合反應(yīng)和凝膠化反應(yīng)。通常，由于二氧化硅前體不溶于水，因此預(yù)先將其與合適的有機(jī)溶劑(例如醇)混合。所述醇將水和二氧化硅前體均溶解，以便使水和二氧化硅前體均勻混合，從而可將二氧化硅前體充分水解。水和醇可以任意比例混合，其最佳混合比例可容易地由本領(lǐng)域技術(shù)人員進(jìn)行確定?？蓪⑷魏尾牧嫌米鞫趸枨绑w而沒有特別限制，只要其能夠在各磁性納米簇上形成二氧化硅殼即可。優(yōu)選將烷氧基硅烷(如四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷或其混合物)作為二氧化硅前體。更優(yōu)選四乙氧基硅烷。在第一步中，本領(lǐng)域技術(shù)人員可適當(dāng)調(diào)整所用烷氧基硅烷的量以控制待形成的殼的厚度。對(duì)用于水解二氧化硅前體的條件沒有特別限制。通常，在回流及攪拌下水解二氧化硅前體。可加入合適的催化劑(例如酸催化劑(如HC1或CH3COOH)或堿催化劑(例如KOH或NH4OH))來加快二氧化硅前體的水解。在第二步中，將二氧化硅前體的水解產(chǎn)物縮合并凝膠化以在各磁性納米簇上形成二氧化硅殼。作為縮合和凝膠化的結(jié)果，在所述蔟的表面上形成了硅氧鍵(-Si-O-Si-)?？s合反應(yīng)可分為脫水縮合和醇縮合。在脫水縮合中，在第一步水解期間引入前體中的羥基(OH)之間形成氫鍵以形成硅氧鍵，并且從所述前體消除水。在醇縮合中，羥基與烷氧基(OR)鍵合而形成硅氧鍵并從前體中消除醇。對(duì)縮合反應(yīng)和凝膠化反應(yīng)的條件沒有特別限制。例如，在縮合和凝膠化的最佳溫度下攪拌混合物。在第三步中，除去存在于顆粒(二氧化硅殼在其上形成)內(nèi)部的磁性納米簇而得到中空二氧化硅納米顆粒。可使用任何方法除去磁性納米簇。例如，利用能夠溶解磁性材料的材料(例如鹽酸或硫酸)處理而除去磁性納米簇。在第三步中，需要時(shí)，中空二氧化硅納米顆粒可在高溫下燃燒而除去殘留的有機(jī)殘留物。在第四步中，將官能團(tuán)引入到中空二氧化硅納米顆粒的二氧化硅殼的表面上。幾基保留在通過水解二氧化硅前體(例如烷氧基硅烷)而制備的二氧化硅顆粒的表面上。在第四步中，利用能夠在其上引入官能團(tuán)的前體材料處理顆粒表面。對(duì)于前體材料的種類沒有特別限制，并且可不受限制地使用與待引入的表面官能團(tuán)相對(duì)應(yīng)的一般前體材料。例如，當(dāng)旨在在二氧化硅殼表面上引入氨基基團(tuán)時(shí)，可將氨基烷基烷氧基硅烷用作前體材料。對(duì)所用前體材料的量沒有特別限制。優(yōu)選地，所述前體材料以下述量使用使得所期望的表面官能團(tuán)的數(shù)目是在第三步后顆粒表面上所引入羥基數(shù)目的5%或更多。由此制備的中空二氧化硅納米顆?？赏ㄟ^本領(lǐng)域中已知的標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行分離和/或純化。優(yōu)選地，本發(fā)明的方法還包括利用生物相容性聚合物改性中空二氧化硅納米顆粒的表面(第五步)?？赏ㄟ^任何合適的方法用生物相容性聚合物進(jìn)行表面改性。例如，將能夠與存在于所述多孔中空二氧化硅納米顆粒的二氧化硅殼上的表面官能團(tuán)鍵合的各種官能團(tuán)引入所述生物相容性聚合物中，然后通過所引入的官能團(tuán)將所述生物相容性聚合物引入到中空二氧化硅納米顆粒的表面上。對(duì)于引入到所述生物相容性聚合物中的官能團(tuán)的種類沒有特別限制。根據(jù)納米顆粒的表面官能團(tuán)的種類，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以容易地對(duì)反官能團(tuán)的種類做出選擇。存在于納米顆粒表面上的表面官能團(tuán)基和反官能團(tuán)的代表性種類以及它們的鍵合相互作用歸納在表2中。表面官能團(tuán)反官能團(tuán)(R':生物相容性聚合物)鍵合相互作用R-NH2R，-COOHR-NHCO-R'R-SHR，隱SHR-SS-RR隱OHR'-(環(huán)氧基)R-OCH2C(OH)CH2-R，RH-NH2R'-(環(huán)氧基)R-NHCH2C(OH)CH2-R，R-SHR'-(環(huán)氧基)R-SCH2C(OH)CH2-R，R-NH2R'-COHR隱N-CH-R，R-NH2R，-NCOR-NHCONH-R'R-NH2R'-NCSR-NHCSNH-R'R隱SHR'-COCH2R，-COCHzS-RR-SHR'-0(C=0)XR-OCH2(C=0)0-R，R-(氮丙梵)R，-SHR-CH2CH(NH2)CH2S-R，R-CH=CH2R，-SHR-CH2CHS-R'R-OHR，-NCOR'-NHCOO-RR-SHR'-COCH2XR-SCH2CO-R'R-NH2R，-CON3R-NHCO-R，R-COOHR，-COOHR-(C=0)0(C=0)-R，+H20R-SHR,-XR-S-R'R-NH2R'CH2C(NH2+)OCH3R-NHC(NH2_f)CH2-R，R-OP(02-)OHR'-NH2R-OP(02>NH-R，R-CONHNH2R'-COHR-CONHN=CH-R，R-NH2R，-SHR-NHCO(CHz)2SS-R'可使用任何合適的方法將所述反官能團(tuán)引入到生物相容性聚合物中。例如，可使用與待引入官能團(tuán)相對(duì)應(yīng)的合適交聯(lián)劑將所述官能團(tuán)自由引入生物相容性聚合物中。這些交聯(lián)劑的實(shí)例包括1,4-二異硫氰酸基苯(l，4-phenylenediisocyanate)、1,4-亞苯基二異氰酸酯、1,6-二異氰酸根合己烷(l，6-diisocyanatohexane)、4-(4-馬來酰亞胺基苯基)丁酸N-羥基琥珀酰亞胺酯、光氣溶液、異氰酸4-(馬來酰亞胺基)苯酯、1，6-己二胺、氯甲酸對(duì)硝基苯酯、N-羥基琥珀酰亞胺、1,3-二環(huán)己基碳二亞胺、1，1，-羰基二咪唑、3-馬來酰亞胺基苯甲酸N-羥基琥珀酰亞胺酯、乙二胺、雙(4-硝基苯基)碳酸酯、琥珀酰氯、N-(3-二甲基氨基丙基)-N，-乙基碳二亞胺鹽酸鹽、N，N，-二琥珀酰亞胺基碳酸酯、N-琥珀酰亞胺基3-(2-吡咬基二石克基)丙酸酯和琥珀酸酐。本發(fā)明還涉及藥物載體，其包含二氧化硅納米顆粒和負(fù)載于核心的腔內(nèi)或二氧化硅殼的孔內(nèi)的藥物活性成分。與已知的藥物載體相比較，所述藥物載體可將更大量的藥物活性成分負(fù)載于二氧化硅納米顆粒中。此外，可控制所述二氧化硅納米顆粒的孔，使得藥物可從中持續(xù)和穩(wěn)定的釋放。因此，所述二氧化硅納米顆?？捎行в糜谥苽渌幬镙d體。如前所述，所述納米顆?？删哂写蟮那唬绻枰?，其大小可自控制。因此，納米顆粒中所負(fù)載的藥物的量可根據(jù)藥物載體的期望應(yīng)用而自由決定。例如，所述藥物具有如等式l計(jì)算的1至100%的負(fù)載分?jǐn)?shù)負(fù)載分?jǐn)?shù)dflHI^II環(huán)(1)—氧化硅顆k的重量對(duì)于引入藥物載體中的藥物活性成分的種類沒有特別限制。本領(lǐng)域中已知具有藥物活性的任何成分都可用在本發(fā)明中。例如，所述藥物活性成分可選自抗癌劑、抗生素、激素、激素拮抗劑、白細(xì)胞介素、干擾素、生長因子、腫瘤壞死因子、內(nèi)毒素、淋巴毒素、尿激酶、鏈激酶、組織纖維蛋白溶酶原激活劑、蛋白酶抑制劑、烷基磷酸膽堿、放射性同位素標(biāo)記成分、表面活性劑、心血管系統(tǒng)藥物、胃腸道系統(tǒng)藥物、神經(jīng)系統(tǒng)藥物以及它們的混合物?？拱﹦┑木唧w實(shí)例包括但不限于表柔比星、多西他賽、吉西他濱、紫杉醇、順鉑、卡鉑、泰素(taxol)、丙卡巴肼、環(huán)磷酰胺、放線菌素D、柔紅霉素、依托泊苷、他莫昔芬、阿霉素、絲裂霉素、博來霉素、普卡霉素(plicomyciii)、反鉑、長春堿和甲氨蝶呤。可通過任何合適的方法將藥物活性成分引入到二氧化硅納米顆粒中。例如，可將在合適溶劑中的納米顆粒和藥物活性成分的混合物引入到二氧化硅納米顆粒中。本發(fā)明的藥物載體可用于疾病的治療。應(yīng)用本發(fā)明藥物載體的疾病的非限定性實(shí)例包括但不具體限于胃癌、肺癌、乳癌、卵巢癌、肝癌、支氣管癌、鼻咽癌、喉癌、胰腺癌、膀胱癌、結(jié)腸癌和宮頸癌。本發(fā)明的藥物載體中所包含的藥物活性成分的種類可根據(jù)所期望的應(yīng)用而變化。也就是說，本發(fā)明的藥物載體可用于多種醫(yī)療應(yīng)用中。本發(fā)明還涉及包含所述藥物載體和至少一種可藥用載體的藥物組合物o對(duì)于負(fù)載于本發(fā)明藥物組合物中的藥物活性成分的種類和本發(fā)明藥物組合物所應(yīng)用的疾病的種類沒有特別限制，例如，它們與藥物載體中的那些相同。對(duì)于可用于所述藥物組合物中的載體的種類沒有特別限制。醫(yī)學(xué)應(yīng)用中可用的一般載體和賦形劑均可用于本發(fā)明中，它們的具體實(shí)例包括但不限于離子交換樹脂、氧化鋁、硬脂酸鋁、卵磷脂、血清蛋白(例如人血清白蛋白)、緩沖物質(zhì)(例如磷酸鹽、甘氨酸、山梨酸、山梨酸鉀、飽和植物脂肪酸的偏甘油酯的混合物)、水、鹽和電解質(zhì)(例如硫酸魚精蛋白、磷酸氫二鈉、磷酸氫鉀、氯化鈉和鋅鹽)、膠體二氧化硅、三硅酸鎂、聚乙烯吡咯烷酮、基于纖維素的基質(zhì)(cellulose-basedsubstrate)、聚乙二醇、羧甲基纖維素鈉、聚丙烯酸類、蠟和羊毛脂。本發(fā)明的藥物組合物還可包含選自潤滑劑、潤濕劑、乳化劑、助懸劑和防腐劑的至少一種添加劑。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的藥物載體或藥物組合物可制備成用于胃腸外施用的水溶性溶液。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述水溶性溶液可以是漢克斯液(Hanks'solution)、林格溶液或緩沖液如生理緩沖鹽7JC。在一個(gè)替代性實(shí)施方案中，本發(fā)明的藥物載體或藥物組合物可以是無菌注射制劑的形式，例如為無菌注射用的水混懸劑或無菌注射用的油混懸劑。所述注射用的水混懸液還可包含增稠劑，比如羧甲基纖維素鈉、山梨醇或葡聚糖?？筛鶕?jù)本領(lǐng)域中已知的技術(shù)利用合適的分散劑或潤濕劑(例如Tween80)以及助懸劑來制備所述混懸劑。所述無菌注射制劑還可以是在無毒的胃腸外可接受的稀釋劑或溶劑中的無菌注射溶液或混懸液(例如作為在1,3-丁二醇中的溶液)?？捎糜诒景l(fā)明中的載體和溶劑是甘露醇、水、林格溶液和等滲氯化鈉溶液。此外，無菌不揮發(fā)油也常作為溶劑或混懸介質(zhì)使用。為此目的，可使用刺激性較小的不揮發(fā)油產(chǎn)品，包括合成的甘油單酯或甘油二酯。本發(fā)明實(shí)施方式在下文中，將參考以下實(shí)施例更詳細(xì)地解釋本發(fā)明。然而，這些實(shí)施例不應(yīng)視為是對(duì)本發(fā)明范圍的限制。實(shí)施例實(shí)施例1根據(jù)以下方法制備表面用聚乙二醇改性的中空二氧化硅納米顆粒。制備方法示于圖1中。圖2顯示了通過以下各步驟制備的產(chǎn)品的示意圖(A)表面上具有羥基的中空二氧化硅納米顆粒，(B)表面上具有氨基的中空二氧化硅納米顆粒，和(C)表面用聚乙二醇改性的中空二氧化珪納米顆豐立。(1)磁性納米顆粒的制備將三乙酰丙酮鐵(0.2摩爾)、1,2-十六烷二醇(1摩爾)、十二烷酸(0.6摩爾)和十二烷胺(0.6摩爾)進(jìn)行熱分解在150。C下30分鐘以及在2卯。C下30分鐘，以合成大小為12nm的磁鐵礦(Fe304)。利用純乙醇純化所述磁性納米顆粒。所述磁鐵礦的透射電子顯微鏡照片(TEM)(3a)顯示在圖3(a)中。(2)磁性納米簇的制備通過水包油(O/W)乳化法利用所述磁性納米顆粒制備磁性納米簇(MKs)。具體地，將200mg聚乙烯醇作為兩親性聚合物溶解在作為水性溶劑的100ml超純水中，將5mg磁性納米顆粒溶解在作為有機(jī)溶劑的氯仿中。將這兩種溶液混合以制備乳液。將所述乳液攪拌約6小時(shí)以除去油相。通過反復(fù)離心除去雜質(zhì)以制備高靈敏的磁性納米簇。透射電子顯微鏡分析表明MKs周圍圍繞有聚乙烯醇，并且MKs為圓形(圖3(b))。當(dāng)利用粒徑分析儀進(jìn)行測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)MKs的粒徑分布為45.3±5.9nm，C電勢(shì)接近零，這是因?yàn)镸Ks周圍圍繞有非離子型的聚乙烯醇。(3)利用二氧化硅包覆MKs將MKs分散在超純水(1ml)、乙醇(4ml)和氨水(0.1ml)的混合物中，然后向所述分散體系中緩慢注入0.1ml四乙氧基硅烷(TEOS)以制備其中MKs被二氧化硅包覆的磁性二氧化硅納米顆粒(MSNPs)。MSNPs的透射電子顯微鏡分析(TEM)表明MKs完全被二氧化硅所圍繞(圖3(c))。發(fā)現(xiàn)MSNPs的粒徑分布為80.9±9.3nm，C電勢(shì)為隱35.6士7.8mV。MSNPs的C電勢(shì)的負(fù)值比MKs的C電勢(shì)的負(fù)值大的原因在于溶膠-凝膠過程中在MSNPs表面上形成的羥基。通過X射線衍射(XRD)分析測(cè)定MSNPs的結(jié)晶性(參見圖5中"a")。(4)中空二氧化硅納米顆粒的制備將50mgMSNPs分散在超純水(5ml)和鹽酸(4ml)的混合物中。一段時(shí)間后，存在于MSNPs內(nèi)部的MKs開始溶解。這時(shí)，溶液顏色由深褐色(圖4(b)中"i")變?yōu)闇\黃色(圖4(b)中)。在MKs完全溶解后，反復(fù)離心數(shù)次。收集沉淀，以超純水純化，凍干，在300。C燃燒以除去有機(jī)雜質(zhì)。結(jié)果制得具有表面羥基的中空二氧化硅納米顆粒(HSNPs-OH)。圖3(d)是HSNPs-OH的透射電子顯微鏡照片。該照片證實(shí)了HSNPs-OH的內(nèi)部完全是空的，形成球形腔(中空核心)。發(fā)現(xiàn)HSNPs-OH的粒徑分布為83.1±8.9nm，；電勢(shì)為-43.0±3.2mV(圖4(a)。(6)表面官能團(tuán)的引入在70。C下將10mgHSNPs-OH和0.05ml3-氨基丙基三甲氧基珪烷在超純水中攪拌12小時(shí)，并通過反復(fù)離心而純化，以用胺基取代二氧化硅表面上的羥基。發(fā)現(xiàn)如此制得的納米顆粒(HSNPs-NH2)的粒徑分布為85.9±7.1nm，；電勢(shì)為-4.2±2.2mV。(6)利用生物相容性聚合物進(jìn)行表面改性將具有羧基的聚乙二醇(PEG-二COOH，0.05摩爾)加入到10ml二嚅烷中，然后向其中加入琥珀酸酐(0.2摩爾)、4-二甲基氨基吡啶(0.1摩爾)和三乙胺(0.1摩爾)以活化所述PEG-二COOH。使混合物在室溫下反應(yīng)24小時(shí)。使反應(yīng)混合物通過過濾器，利用四氯化碳純化，利用乙醚沉淀，真空下干燥以制得標(biāo)準(zhǔn)緩沖液。將20mgHSNPs-NH2分散在0.5ml羧基-聚乙二醇標(biāo)準(zhǔn)緩沖液(O.l摩爾)中，并向其中加入^3-二甲基氨基丙基-]\-乙基碳二亞胺鹽酸鹽/N-羥基琥珀酰亞胺(EDC/NHS,0.2摩爾)。將混合物孵育4小時(shí)。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，氨基與二氧化硅殼表面上聚乙二醇的羧基反應(yīng)而形成酰胺鍵(0=C-N-H)，這通過IR光語得到證實(shí)。通過過濾和離心除去未反應(yīng)的物質(zhì)以得到利用聚乙二醇進(jìn)行表面改性的中空二氧化硅納米顆粒(HSNPs-PEG)。發(fā)現(xiàn)HSNPs-PEG的粒徑分布為91.3±8.1nm，C電勢(shì)為1.3±3.2mV。試驗(yàn)實(shí)施例1利用X射線衍射分析、IR光譜、熱重分析和X射線光電子i普分析來證實(shí)是否在所述各步驟中制得了所期望的中空二氧化硅納米顆粒。(1)X射線衍射分析進(jìn)行X射線衍射分析，以確定通過實(shí)施例1(4)中的酸處理和燃燒已完全除去了存在于MSNPs內(nèi)的MKs。圖5顯示了含有MKs的MSNPs(a)和已進(jìn)行酸處理和燃燒的顆粒(b)的MSNPs的結(jié)果。從圖5的圖中可以看出，在除去MKs之前存在硅酸鹽和尖晶石磁性納米顆粒，但在酸處理和燃燒之后則不存在磁性納米簇和有機(jī)物質(zhì)，這證實(shí)存在于MSNPs內(nèi)的磁性物質(zhì)已凈皮完全除去。(2)IR光谞圖6是顯示(a)MKs、(b)MSNPs和(c)HSNPs的傅立葉變換紅外光鐠(FT-IR)的結(jié)果的圖。該圖顯示在不含有MKs的二氧化硅顆粒中未觀察到相應(yīng)于磁鐵礦Fe-O鍵的約580cm"的峰，這表明存在于MSNPs內(nèi)的磁性物質(zhì)已被完全除去。(3)熱重分析對(duì)MSNPs和HSNPs進(jìn)行熱重分析，結(jié)果顯示在圖7中。該圖顯示，由于有機(jī)物比如十二烷酸和聚乙烯醇的分解，MSNPs的曲線(a)在260。C時(shí)陡降，而HSNPs的曲線(b)在300"C緩慢下降，這表明了有機(jī)物的含量相對(duì)低。這些結(jié)果表明存在于MSNPs內(nèi)的磁性物質(zhì)已,皮除去。(4)X射線光電子鐠通過能量色散X射線光譜法(EDX)測(cè)量在各步驟中制備的顆粒的鐵含量。圖8顯示了(a)MKs、(b)MSNPs和(c)HSNPs的EDX分析結(jié)果以及Si/Fe組成比。如圖8所示，MKs、MSNPs和HSNPs的鐵含量分別為96.92±1.13%、38.70±0.77%和2.86±0.46%。試驗(yàn)實(shí)施例2通過BET法測(cè)定HSNPs中所吸附/解吸附的氮的量以測(cè)定所述核心的腔體積和所述殼的二氧化硅孔徑。結(jié)果顯示在圖9中。由圖9明顯看出，HSNPs-PEG和MSNPs中所吸附的氮的量分別>198.7cm3/g和92.7cm3/g。在表面改性前二氧化硅納米顆粒(HSNPs)中所吸附的氮的含量低于在表面改性后所述顆粒(HSNPs-PEG)中所吸附的氮的量。這是因?yàn)榭讖奖淮嬖谟贖SNPs-PEG上的聚乙二醇分子所降低的緣故。所述氮吸附/解吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果還表明HSNPs-PEG和MSNPs的平均孔徑分別為約1.64nm和約2.3nm。相信這些結(jié)果是因?yàn)樵谟镁垡叶歼M(jìn)行表面改性后孔徑降低。也就是說，聚乙二醇分子降低了所述核心的內(nèi)腔的大小和所述二氧化硅殼的孔徑。試驗(yàn)實(shí)施例3使10mg所述三種顆粒(即HSNPs-OH、HSNPs-NH2和HSNPs-PEG)各自與5mg作為抗癌劑的阿霉素在4ml標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液中反應(yīng)24小時(shí)，以將所述抗癌劑引入納米顆粒中，然后離心。其后，分別通過等式2和3計(jì)算納米顆粒中抗癌劑的負(fù)載分?jǐn)?shù)和負(fù)載效率M縫,o八納米顆粒中藥物的重量賜m負(fù)載分?jǐn)?shù)(%)=納米顆粒的重量x100(2)負(fù)載效率(%)=納米顆|==，的重量，(3)所用藥物的重量結(jié)果顯示在表3中。表3負(fù)栽分?jǐn)?shù)(％)負(fù)栽效率(％)HSNPs-OH23.547.7HSNPs-NH221.642.3HSNPs-PEG19.538.7由表1可以看出，所述中空核心的腔大小和所述殼的孔徑是通過利用表面官能團(tuán)(氨基)和生物相容性聚合物(聚乙二醇)對(duì)中空二氧化硅納米顆粒進(jìn)行改性而受到控制，結(jié)果改變了藥物(阿霉素)的負(fù)載分?jǐn)?shù)和負(fù)載效率。隨后，測(cè)試不同種類的負(fù)載抗癌劑的顆粒的藥物釋放。具體地，將2ml負(fù)載抗癌劑的顆粒^t在透析管中，并向其中加入IOml標(biāo)準(zhǔn)緩沖液。利用紫外可見分光光度計(jì)在480nm波長處測(cè)量抗癌劑的釋放量，同時(shí)保持溫度在37t:。此時(shí)，在室溫下進(jìn)行超聲以誘導(dǎo)抗癌劑從負(fù)載抗癌劑的顆粒中釋放出來，并通過離心收集所釋放的抗癌劑。圖10顯示了從具有表3中所示負(fù)載分?jǐn)?shù)和負(fù)載效率的不同種類的納米顆粒中抗癌劑的釋放曲線。具體地，圖IO顯示了表明從各藥物載體中所釋放的藥物量作為時(shí)間函數(shù)的(a)圖和(b)半對(duì)數(shù)圖。通過等式4計(jì)算不同種類的納米顆粒的藥物釋放曲線Xt=Xinf(l-e-kt)(4)其中xt和xinf代表具體時(shí)間點(diǎn)，t代表藥物釋放時(shí)間，inf代表無窮大(即藥物的物理釋放完成的時(shí)間)，k是速率常數(shù)。結(jié)果顯示在表4中。表4速率Ka(Ln。/。/天)R2速率Ka(Ln。/。/天)R2時(shí)間(天)0-12-15HSNPs-OH2.29560.97810.10400.8607HSNPs-NH20.71080.97340.10510.9958HSNPs-PEG0.22700.94010.06360.9765從圖10和表4的結(jié)果可知，在一天內(nèi)藥物從HSNPs-OH中釋放出來，而HSNPs-NH2則顯示較慢的釋，放速率，HSNPs-PEG顯示比HSNPs-OH'艮得多的釋放速率。特別地，HSNPs-PEG顯示在初始階段沒有突然釋放曲線。在試驗(yàn)第一天，抗癌劑從HSNPs-OH釋放的速率是2.2956Ln。/。/天，其比HSNPs-NH2的^^放速率(0.71081^%/天)高約兩倍，比HSNPs國PEG的釋放速率(0.2270Ln。/。/天)高約九倍。從試驗(yàn)后第二^^,HSNPs-PEG顯示出零級(jí)反應(yīng)曲線和0.0636Ln。/。/天的釋放速率，該釋放速率比HSNPs-OH的釋放速率(0.1040Ln。/。/天)低。這些結(jié)果證實(shí)了藥物從所述中空二氧化硅納米顆粒中穩(wěn)定釋放，表明所述中空二氧化硅納米顆粒可有效用作藥物載體。此外，利用抗癌劑(阿霉素)發(fā)射熒光的能力，在熒光顯微鏡下觀察到負(fù)載抗癌劑的二氧化硅顆粒的可分歉性(圖11)。由圖11可以證實(shí)，負(fù)載阿霉素的顆粒穩(wěn)定地^L在水中。權(quán)利要求1.多孔中空二氧化硅納米顆粒，其各自包含具有直徑為1～100nm的腔的核心和表面上具有官能團(tuán)的多孔二氧化硅殼。2.根據(jù)權(quán)利要求l的二氧化硅納米顆粒，其中所述表面官能團(tuán)選自-COOH、-CHO、-NH2、-SH、-CONH2、-P03H、-P04H、-S03H、-S04H、-OH、-NR4+X-、磺酸基、硝酸基、膦酸基、琥珀酰亞胺基、馬來酰亞胺基和烷基。3.多孔中空二氧化硅納米顆粒，其各自包含具有直徑為l~100nm的腔的核心和表面用生物相容性聚合物進(jìn)行改性的多孔二氧化硅殼。4.根據(jù)權(quán)利要求3的二氧化硅納米顆粒，其中所述生物相容性聚合物的重均分子量為100-100,000。5.根據(jù)權(quán)利要求3的二氧化硅納米顆粒，其中所述生物相容性聚合物選自聚亞烷基二醇、聚醚酰亞胺、聚乙烯吡咯烷酮、親水性乙烯基聚合物、其共聚物以及其混合物。6.根據(jù)權(quán)利要求3的二氧化硅納米顆粒，其中所述生物相容性聚合物是聚亞烷基二醇。7.根據(jù)權(quán)利要求3的二氧化硅納米顆粒，其中所述生物相容性聚合物以基于所述二氧化硅顆粒重量的5wt.。/。至50wt.。/。的量存在。8.根據(jù)權(quán)利要求3的二氧化硅納米顆粒，其中所述二氧化硅納米顆粒的直徑為20-250nm。9.才艮據(jù)權(quán)利要求1或3的二氧化硅納米顆粒，其還包含被引入到所述二氧化硅殼中的組織特異性結(jié)合物質(zhì)。10.—種制備中空二氧化珪納米顆粒的方法，所述方法包括將磁性納米簇與二氧化硅前體混合，利用所述二氧化硅前體在相應(yīng)磁性納米簇上形成二氧化硅殼，除去存在于所述二氧化硅殼內(nèi)的磁性納米簇，以及在所述二氧化硅殼的表面上引入官能團(tuán)。11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其還包括用生物相容性聚合物對(duì)所述中空二氧化硅納米顆粒的表面進(jìn)行改性。12.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中所述磁性納米簇是通過以下方法制得的將磁性納米顆粒溶于有機(jī)溶劑中以制備油相，將兩親性化合物溶于水性溶劑中以制備水相，將所述油相與所述水相混合以制備乳液，以及從所述乳液中分離出油相。13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中所述磁性納米簇由金屬材料、磁性材料或磁性合金組成。14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中所述金屬材料選自Pt、Pd、Ag、Cu、Au及其混合物，所述磁性材料選自Co、Mn、Fe、Ni、Gd、Mo、MM，204、MxOy(M和M，各自獨(dú)立地代表Co、Fe、Ni、Mn、Zn、Gd或Cr，0〈x《3，0〈y《5)及其混合物，所述磁性合金選自CoCu、CoPt、FePt、CoSm、NiFe、NiFeCo及其混合物。15.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中所述二氧化硅前體是烷氧基硅坑。16.藥物載體，其包含根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)的二氧化硅納米顆粒和負(fù)載于所述核心的腔內(nèi)或所述二氧化硅殼的孔內(nèi)的藥物活性成分。17.根據(jù)權(quán)利要求16的藥物載體，其中所述藥物活性成分具有如等式1計(jì)算的1至100%的負(fù)載分?jǐn)?shù)《&(%)=藥物活性成分的重量xloo(1)。宇乂萬狄、w二氧化硅納米顆粒的重量18.根據(jù)權(quán)利要求16的藥物載體，其中所述藥物活性成分選自抗癌劑、抗生素、激素、激素拮抗劑、白細(xì)胞介素、干擾素、生長因子、腫瘤壞死因子、內(nèi)毒素、淋巴毒素、尿激酶、鏈激酶、組織纖溶酶原激活劑、蛋白酶抑制劑、烷基磷酸膽堿、放射性同位素標(biāo)記成分、表面活性劑、心血管系統(tǒng)藥物、胃腸道系統(tǒng)藥物、神經(jīng)系統(tǒng)藥物以及它們的混合物。19.根據(jù)權(quán)利要求18的藥物載體，其中所述抗癌劑選自表柔比星、多西他賽、吉西他濱、紫杉醇、順鉑、卡鉑、泰素、丙卡巴肼、環(huán)磷酰胺、放線菌素D、柔紅霉素、依托泊苷、他莫昔芬、阿霉素、絲裂霉素、博來霉素、普卡霉素、反鉑、長春堿、甲氨蝶呤以及它們的混合物。20.—種用于負(fù)載藥物活性成分的方法，其包括將根據(jù)權(quán)利要求l至8中任一項(xiàng)的中空二氧化硅納米顆粒與藥物活性成分在溶劑中混合。21.—種藥物組合物，其包含根據(jù)權(quán)利要求16的藥物栽體和至少一種可藥用載體。全文摘要本發(fā)明提供了多孔中空二氧化硅納米顆粒。所述二氧化硅納米顆粒各自包含具有大內(nèi)腔的核心和圍繞所述核心的多孔二氧化硅殼。由于所述核心中存在腔，所述多孔中空二氧化硅納米顆粒表現(xiàn)出比用于藥物載體的常規(guī)顆粒高得多的藥物負(fù)載效率。此外，通過與所述二氧化硅殼鍵合的表面官能團(tuán)和/或通過經(jīng)表面官能團(tuán)與所述二氧化硅殼鍵合的生物相容性聚合物而優(yōu)化所述多孔二氧化硅殼的孔徑范圍，以保證藥物從所述二氧化硅納米顆粒中持續(xù)和穩(wěn)定的釋放。因此，所述多孔中空二氧化硅納米顆粒可有效用于藥物載體的制備。本發(fā)明還提供了所述二氧化硅納米顆粒的制備方法和含有所述二氧化硅納米顆粒的藥物載體。文檔編號(hào)B82B3/00GK101687632SQ200980000003公開日2010年3月31日申請(qǐng)日期2009年1月9日優(yōu)先權(quán)日2008年1月10日發(fā)明者咸承柱,尹昊勤,康珍英,徐桭錫,李在元,梁在文,許鏞敏申請(qǐng)人:延世大學(xué)校產(chǎn)學(xué)協(xié)力團(tuán)