基于介孔氧化硅納米粒子的控釋系統及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于控制釋放領域，具體涉及基于介孔氧化娃納米粒子的控釋系統及其制 備方法。 技術背景
[0002] 介孔氧化娃材料在藥物傳輸方面的應用已獲得廣泛的研究，該材料無毒，無生理 活性，孔道結構均勻，比表面積大，能夠保持藥物的結構完整性，通過表面修飾可W實現 對內載物的控制釋放等特點使其成為較為理想的藥物運輸載體（化em.Soc.Rev. ,2012， 41(7) :2590-2605)。因此，基于介孔氧化娃的藥物傳輸具有廣闊的應用空間。
[0003] 介孔氧化娃藥物運輸平臺主要由介孔氧化娃、堵孔劑、敏感響應單元H部分組成。 目前已報道的控制釋放體系中；常見的介孔氧化娃有M41S系列、SBA系列、HMS系列等。堵 孔劑一般分兩大類，一是納米粒子，如金納米粒、量子點、Fe3〇4磁性納米粒子等；二是大分 子、聚合物等，如環糊精、輪狀化合物，生物大分子（酶）等。而敏感單元響應機理有光照、氧 化還原、pH、極性及可逆競爭性反應等（Nanoscale, 2009,1(1) :16-39SAdvJuncLMater.， 2007,17(8) =1225-1236)。表面功能化的、孔端口被封閉的介孔氧化娃具有"零提前釋放" 的特性，引起了研究者的廣泛關注，被稱為有效的刺激響應控制釋放系統。
[0004] 水熱法是當前介孔氧化娃的主要制備方法，其孔徑大小相對取決于表面活性劑形 成的膠束尺寸，孔道均勻，結構可調。MCM-41介孔氧化娃WCTAB(十六烷基H甲基漠化倭） 為模板劑，其孔徑一般小于3nm，粒徑小于200nm。在擴孔劑（如H甲基苯）的作用下孔徑 可W達到6nm，并伴隨粒徑相應增加，W維持納米粒子的結構和熱力學穩定性。
[0005] 基于介孔氧化娃的小分子藥物傳輸已經有了充分地報道。生物大分子由于結構不 穩定，其活性容易受到環境因素影響，如溫度，抑等。因此，在生物大分子傳輸領域，如何 保持生物大分子的活性，提高生物利用度與可控釋放是當前研究的重點。利用介孔氧化娃 介孔對生物大分子結構完整性的保護特點構建的生物大分子傳輸系統已有部分報道。但 是，由于生物大分子具有較大的尺寸，因此需要對應尺寸較大的介孔氧化娃來滿足裝載的 要求，由此導致的介孔氧化娃的粒徑會隨孔徑的增大而增力日。然而，該類介孔氧化娃在生物 體內應用時不易通過生物膜，且容易被網狀內皮吞瞻系統攝取，藥物生物利用度低。
[0006] 基于大孔徑（此處特指> 5nm)介孔氧化娃（如SBA系列）的藥物或生物大分子 傳輸體系中，當前報道的對介孔的封堵主要是在介孔氧化娃外圍包裹一層可對外界刺激響 應的功能凝膠或聚合物。在外界底物刺激下，凝膠或聚合物穿透性增加，內載物逐漸擴散至 周圍環境中。因此，基于該機理的藥物或生物大分子傳輸系統的響應相對較慢。而在基于 小孔徑介孔氧化娃（如MCM-41)的藥物傳輸體系中，在實現無刺激條件下"零釋放"的前體 下，通過底物刺激可快速釋放內載物。
[0007] 目前，尚未有利用介孔孔徑> 5nm，而尺寸小于350nm，且介孔間相對獨立的介孔 氧化娃運載系統的報道，特別是系統地針對生物大分子的運載系統的報道。
【發明內容】
[0008] 本發明W介孔氧化娃納米粒子為載體，基于苯基測酸醋與底物間的競爭性結合原 理，W與介孔尺寸相對應的表面功能化納米粒子為堵孔劑，設計并合成了一類控制釋放系 統，該系統能夠用于生物大分子如膜島素等的控制釋放。該方法材料合成簡單，苯基測酸醋 結構可調，可W實現對不同底物、不同濃度的響應。
[0009] 本發明的目的在于提供一類基于介孔氧化娃納米粒的控制釋放納米粒子或系統， 其由經苯基測酸醋功能化的介孔氧化娃納米粒子與表面功能化的納米粒組裝得到，其基本 設計理念如圖1所示。
[0010] 本發明的另一目的在于提供該基于介孔氧化娃納米粒子的控制釋放納米系統的 制備方法。
[0011] 根據本發明，所述的介孔氧化娃納米粒子的粒徑為90-350nm，同時介孔尺寸在 5-20皿之間。如圖4和圖5所示。
[0012] 根據本發明，所述的苯基測酸醋類化合物為含有苯基測酸結構的化合物與含1，2 或1,3-二居基化合物形成的苯基測酸醋，其結構如下所示：
[0014] 式中，Di= 0，1，2,3,4 或 5 ;
[0015] 叫=1 或 2 ;
[001引Zi,Z2,Zs和Z4各自獨立為吸電子基團取代基或供電子基團取代基，如可W是氨原 子，C1-C6烷基，因素；
[0017]L不存在，或是連接苯環和Y的接頭基團；
[001引X選自氨基、居基、駿基、礙酸基、琉基、帰基、快基、疊氮基、四嗦類結構、因素、阱、 環氧基、異氯酸醋基、異硫氯酸醋基；和
[001引Y選自氨基、居基、駿基、礙酸基、琉基、帰基、快基、疊氮基、四嗦類結構、因素、阱、 環氧基、異氯酸醋基和異硫氯酸醋基。
[0020] 上述（1)和似中，Zi,Z2,Z3,Z4和L與苯測酸醋在苯環上的相對位置沒有限制， 即L可處于苯測酸醋的間位或對位或鄰位。
[0021] 上述式（1)和（2)中，X和Y可分別與堵孔劑納米粒子上的表面功能基團或介孔 氧化娃納米粒子上的娃焼化試劑反應；其中之一與堵孔劑納米粒子表面功能基團結合，另 外一個與娃焼化試劑結合。如X基團若與堵孔劑納米粒子表面功能基團結合，則Y基團與 娃焼化試劑結合。同理，如Y基團若與堵孔劑納米粒子表面功能基團結合，則X基團必須與 娃焼化試劑結合。
[0022] 在優選的實施例中，上述式（1)和似中，ni= 1恥=1 ;Zi，Zz,Zs,Za各自獨立為 氨、因素或C1-C4烷基；L為C1-C6亞甲基或-畑2)D-N化1)-畑2)P-芳基-畑2)q- ;X和Y為 OH或畑2 ;其中，0、P和q各自獨立為0到6的整數，Ri為H或C1-C3烷基。
[0023] 根據本發明，介孔內可負載各種可用于治療或診斷疾病的生物大分子，包括但不 限于膜島素單體，膜島素的二聚體、六聚體或其其他聚集形式，改性膜島素，標記膜島素或 其他膜島素替代物，W及其他的生物大分子，如抗體藥物，SiRNA,酶，核酸等。
[0024] 根據本發明，當該系統用作檢測或診斷時，介孔內可負載用于檢測或診斷的小分 子檢測或診斷試劑，如染料、藥物、指示劑等。此外，介孔內負載物還可W是尺寸小于介孔 尺寸的各種功能性的量子點或納米粒子。
[0025] 根據本發明，所述的堵孔劑為表面功能化的納米尺寸顆粒，其尺寸在3-25nm之 間。
[0026] 根據本發明，所述的堵孔劑的表面功能官能團的作用：一是連接堵孔劑納米粒和 苯基測酸醋，從而有效地封堵介孔；二是降低堵孔劑納米粒表面活性。
[0027] 根據本發明，所述的堵孔劑表面功能基團包括但不限于；氨基、居基、駿基、礙酸 基、琉基、帰基、快基、疊氮基、四嗦類結構、因素、阱、環氧基、異氯酸醋基、異硫氯酸醋基等。 優選的表面功能基團是駿基。
[0028] 根據本發明，所述的表面功能化納米粒子除作為介孔的堵孔劑外，還可W作為造 影劑、光熱治療劑或體內某些特殊元素的補充來源，在裝載內載物時可提供診斷和/或協 同治療作用等。
[0029] 根據本發明，所述的底物為；單糖類化合物，如葡萄糖，果糖等；寡糖、多糖W及含 鄰苯二酪結構的化合物，如兒茶酪等。
[0030] 本發明提供的基于介孔氧化娃納米粒子的控制釋放納米粒子或系統的制備方法， 包括W下步驟：
[0031] (al)用苯基測酸醋處理表面經娃焼化試劑功能化的介孔氧化娃納米粒子，進行再 次功能化；
[0032] (a2)將步驟（al)所得的介孔氧化娃納米粒子分散在含有功能活性分子的溶劑 中，使所述介孔氧化娃納米粒子裝載所述功能活性分子；和
[0033] (a3)將表面官能化的納米粒子堵孔劑加到步驟姐）的反應溶液中，在允許堵孔 劑將介孔堵上的條件下進行反應，從而得到所述基于介孔氧化娃的納米粒子。
[0034] 根據本發明，所述介孔氧化娃納米粒子采用水熱法制備，所述的模板劑為陽離子 表面活性劑，優選十六烷基H甲基對甲苯礙酸倭，同時輔W小分子有機胺，如H己醇胺。
[0035] 根據本發明，所述堵孔劑納米粒的制備采用水熱法制備，如納米氧化鋒實施例中 所述，原料為鋒鹽（硫酸鋒，醋酸鋒等）與堿（氨氧化鋼，氨氧化鐘，氨氧化裡，硫化鋼，硫化 倭等）在溶劑中加熱制的。所述溶劑包括；甲苯，N，N-二甲基甲醜胺，二氯甲焼，己醇，甲醇， 水，W及基于水溶液的各種緩沖溶液中的一種或它們的混合物。
[0036] 本發明提供的基于介孔氧化娃納米粒子的控制釋放納米平臺或系統可W與相應 的底物充分接觸，從而達到控制釋放的目的。該系統具有材料合成簡單，苯基測酸醋結構可 調W實現對不同底物不同濃度的響應W及對底物濃度快速響應的優點。
[0037] 本發明還涉及該基于介孔氧化娃納米粒子的控制釋放納米粒子或系統在控制釋 放領域的應用。
[0038] 在一【具體實施方式】中，所述的控制釋放納米粒子或系統的前體包含如下式I、II 或III所示的結構或其任意組合：
[0039]
[0040] 其中，MSN指介孔氧化娃納米粒子。
[0041] 可將該前體與相應的功能化納米粒子堵孔劑結合得到本發明的控制釋放納米粒 子或系統。
[0042] 在一【具體實施方式】中，所述控制釋放粒子或系統的載體為介孔氧化娃納米粒子， 經表面功能化而具有異氯酸醋基活性基團。
[0043] 在一【具體實施方式】中，所述方法中的苯基測酸醋用來與介孔氧化娃表面功能基團 結合，W實現氧化娃表面的再次功能化。
[0044] 在一【具體實施方式】中，所述方法中介孔氧化娃表面的苯基測酸醋用W與堵孔劑納 米粒子表面功能基團相結合。
[0045] 在一【具體實施方式】中，所述方法中的功能化納米粒子用作堵孔劑，來抑制介孔孔 道內負載分子如膜島素的釋放。
[0046] 在一【具體實施方式】中，所述方法中的底物用來與苯基測酸醋競爭性結合，從而使 堵孔劑納米粒與介孔氧化娃脫離，