CN107412195B - 一种pH响应的抗肿瘤药物载体材料及其制备和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种pH响应的抗肿瘤药物载体材料及其制备和应用，其中制备方法包括以下步骤：(1)介孔二氧化硅包覆的金纳米粒子的制备，金纳米粒子包括金纳米球或金纳米棒；(2)羧基化介孔二氧化硅包覆的金纳米粒子的制备；(3)水溶性氧化锌量子点的制备；(4)pH响应的抗肿瘤药物载体材料的制备。本发明通过对制备方法的整体工艺流程设计以及各个反应步骤所采用的参数条件等进行优化，能够有效地解决介孔二氧化硅包覆的金纳米粒子用作药物载体时存在的药物释放不可控、载药量低以及易引发副作用等问题。

Description

一种pH响应的抗肿瘤药物载体材料及其制备和应用
技术领域
本发明属于先进纳米复合材料及生物医用领域，更具体地，涉及一种 pH响应的抗肿瘤药物载体材料及其制备和应用，该pH响应的抗肿瘤药物载体材料是以金纳米粒子为内核、介孔二氧化硅为壳层以及水溶性氧化锌量子点为pH响应药物释放开关的核壳型纳米材料。
背景技术
恶性肿瘤已经成为威胁人类生命健康的主要疾病。目前肿瘤治疗主要采用放射治疗和化疗，这些方法在治疗期间会产生破坏正常细胞和健康组织并最终消除患者的免疫力等副作用，给患者及其家属带来许多痛苦。如何在不降低药物疗效的前提下降低药物的毒副作用已成为抗肿瘤药物研发工作中亟待解决的难题。化学家和材料学家致力于研发多功能纳米药物载体，目前研究主要集中在如何提高化疗药物的靶向性和控制释放效率，以保证化疗药物准确有效地输送到肿瘤组织而不会提前泄露。
介孔二氧化硅包覆的金纳米粒子(Au@mSiO2)同时具有金纳米粒子和介孔二氧化硅的优势，是一种理想的药物载体：介孔二氧化硅壳层具有高度有序和开放的介孔孔道、较高的比表面积、可调的孔隙和粒径、易进行修饰、良好的生物相容性，可载抗肿瘤药物；金纳米粒子内核具有优良的成像造影和光热转换性能，在多功能纳米药物载体的研发中已被广泛使用。然而，Au@mSiO2复合材料用作药物载体时，存在药物释放不可控、载药量低以及易引发副作用等问题。
水溶性氧化锌量子点(ZnO QD)是一种半导体氧化物，是典型的直接带隙半导体材料，ZnO QD具有生物相容性好、热稳定性好、制备原料丰富、制备成本低以及酸响应(在pH为7.4条件下稳定，但在肿瘤微环境pH<5.5 下可快速溶解)，从而实现药物的可控释放等特点。ZnO QD是应用前景较为广泛的多功能无机材料，其优良的性能使其在生物医学、催化、日用化工等领域有着重要的应用。
现有技术中的氧化锌量子点因具备独特的光学性能而广泛应用于生物成像。另外，它还因具有生物降解性以及优良的pH响应性而成为研究者们重点研究的纳米载体。但是，由于氧化锌量子点的实心结构，无法实现对药物的负载，应用于肿瘤治疗时需对其表面进行修饰。虽然修饰后的ZnO QD能作为纳米药物载体，但是其载药量非常有限。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明的目的在于提供一种pH 响应的抗肿瘤药物载体材料及其制备和应用，其中通过对其中关键制备方法的整体工艺流程设计、以及各个反应步骤所采用的参数条件(如介孔二氧化硅包覆的金纳米粒子羧基化、以及与ZnO QD相复合等步骤的原料试剂种类及配比、反应温度及时间等)进行改进，与现有技术相比能够有效解决介孔二氧化硅包覆的金纳米粒子用作药物载体时存在的药物释放不可控、载药量低以及易引发副作用等问题，并且介孔二氧化硅包覆的金纳米粒子能够与ZnO QD发挥协同作用，进一步提高该复合材料用作抗肿瘤药物载体材料时的应用效果(如药物的负载量、pH响应稳定性等)。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种pH响应的抗肿瘤药物载体材料，其特征在于，包括内核以及附着在该内核外的壳层，其中，
所述内核为金纳米粒子，该金纳米粒子包括金纳米球或金纳米棒；所述壳层为介孔二氧化硅层，在该介孔二氧化硅层的介孔内部及表层上还附着有氧化锌量子点ZnO QD，
当所述金纳米粒子包括金纳米球时，所述金纳米球的大小为15～30nm，附着在所述金纳米球上的壳层的厚度为10～30nm；
当所述金纳米粒子包括金纳米棒时，所述金纳米棒的长径比为2.2～4.6，附着在所述金纳米棒上的壳层的厚度为8～23nm；
优选的，所述氧化锌量子点ZnO QD与所述介孔二氧化硅层之间的相互作用包括酰胺键作用。
作为本发明的进一步优选，该pH响应的抗肿瘤药物载体材料，还包括抗肿瘤药物，所述抗肿瘤药物与所述氧化锌量子点ZnO QD一起附着在所述介孔二氧化硅层的介孔内部及表层上；所述抗肿瘤药物为阿霉素、紫杉醇或达卡巴嗪，优选为DOX。
按照本发明的另一方面，提供了一种pH响应的抗肿瘤药物载体材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)介孔二氧化硅包覆的金纳米粒子的制备，所述金纳米粒子包括金纳米球或金纳米棒，其中：
介孔二氧化硅包覆的金纳米球的制备具体是：以HAuCl4·4H2O为金纳米球的前躯体，甲醛为还原剂，CTAB为表面活性剂和模板，TEOS为硅源，配制混合溶液，接着将该混合溶液在pH值为9～11，温度为60～100℃条件下反应20～60min后得到介孔二氧化硅包覆的金纳米球复合材料；其中，所述HAuCl4·4H2O与所述TEOS的摩尔比为1:10～1:80，所述HAuCl4·4H2O 与所述CTAB的摩尔比为2:7～1:3，所述HAuCl4·4H2O与所述甲醛的摩尔比为3:1～5:1；
介孔二氧化硅包覆的金纳米棒的制备具体是：以HAuCl4·4H2O为金种子的前躯体，NaBH4为还原剂，CTAB为表面活性剂和模板，配置种子溶液；该种子溶液中HAuCl4·4H2O与CTAB的摩尔比为1:300～1:500， HAuCl4·4H2O与NaBH4的摩尔比为1:3～2:3；接着静置2～5h后，将该种子溶液加入到生长溶液中得到混合溶液，所述种子溶液与所述生长溶液两者的体积比为1:400～1:600；该生长溶液的溶质包括CTAB、HAuCl4·4H2O、 AgNO3以及AA，其中，HAuCl4·4H2O与CTAB的摩尔比为1:150～1:250，HAuCl4·4H2O与AgNO3的摩尔比为6:1～4:1；HAuCl4·4H2O与AA的摩尔比为1:2～3:4；然后，将该混合溶液在恒温水浴锅中保持26～32℃，静置不短于12h即合成得到金纳米棒；接着，将合成的金纳米棒进行离心分离得到沉淀，清洗后将该沉淀超声分散于超纯水中，然后调节pH值至9～11，并在搅拌条件下加入TEOS体积分数为10～30％的TEOS醇溶液，所述TEOS 醇溶液与金纳米棒溶液两者的体积比为1:80～1:120，接着在25～60℃水浴中反应3～48h后得到介孔二氧化硅包覆的金纳米棒复合材料；
(2)羧基化介孔二氧化硅包覆的金纳米粒子的制备：将所述步骤(1) 制备得到的介孔二氧化硅包覆的金纳米粒子用醇分散后置于恒温水浴锅中得到金纳米粒子的醇溶液，使得该金纳米粒子的醇溶液中金纳米粒子的浓度为3～5mg/mL，接着向该金纳米粒子的醇溶液中加入TESPA醇溶液，使该TESPA醇溶液与所述金纳米粒子的醇溶液两者的体积比为1:50～1:300，所述TESPA醇溶液中TESPA与醇两者的体积比为1:8～1:12，然后在搅拌条件下反应6～18h，即得到羧基化纳米粒子；
加入的所述TESPA醇溶液中，TESPA与醇两者的体积比为1:12～1:8；
(3)水溶性氧化锌量子点的制备：将乙酸锌溶于醇中，在搅拌条件下，加热回流形成无色透明的溶液；然后冷却，接着在搅拌条件下逐滴加入氢氧化钾醇溶液，滴加完后继续搅拌反应1～2h，然后，加入APTES醇溶液与超纯水，搅拌反应1～4h，经过离心分离和清洗后即得到水溶性氧化锌量子点ZnO QD；
(4)pH响应的抗肿瘤药物载体材料的制备：将所述步骤(2)得到的羧基化纳米粒子分散在超纯水中，加入EDC·HCl和NHS活化后，再加入所述步骤(3)得到的ZnO QD，使羧基化纳米粒子与ZnO QD两者质量比为4:1～1:4，然后混合反应12～24h，即得到pH响应的抗肿瘤药物载体材料。
作为本发明的进一步优选，所述步骤(4)中，在所述EDC·HCl和NHS 进行活化处理前，是先将所述步骤(2)得到的羧基化纳米粒子与抗肿瘤药物在超纯水中混合12～48h后，再加入EDC·HCl和NHS进行活化处理的；优选的，所述羧基化纳米粒子与所述抗肿瘤药物两者的质量比为20:1～2:1。
作为本发明的进一步优选，所述步骤(1)中的介孔二氧化硅包覆的金纳米球的制备中，所述以HAuCl4·4H2O为金纳米球的前躯体，甲醛为还原剂，CTAB为表面活性剂和模板，TEOS为硅源，配制混合溶液，具体是向溶解有CTAB的溶液中依次加入甲醛水溶液、HAuCl4·4H2O水溶液、以及 TEOS醇溶液；
其中，所述溶解有CTAB的溶液预先还经过搅拌处理10～20min；
在加入HAuCl4·4H2O水溶液后，还经过搅拌处理10～20min；所述 HAuCl4·4H2O水溶液中，HAuCl4的浓度为10～100mM；
加入的所述TEOS醇溶液中TEOS的浓度为TEOS体积分数为10～30％；
优选的，所述pH值被调节至10～11。
作为本发明的进一步优选，所述步骤(1)中的介孔二氧化硅包覆的金纳米棒的制备中，所述种子溶液优选静置3h。
作为本发明的进一步优选，所述步骤(2)中，所述TESPA醇溶液与所述金纳米棒醇溶液体积比为1:100～1:200；
所述步骤(3)中，加入APTES醇溶液后的搅拌反应时间为2～3h；
所述步骤(4)中，所述抗肿瘤药物为阿霉素、紫杉醇或达卡巴嗪，优选为DOX。
作为本发明的进一步优选，所述步骤(1)中的介孔二氧化硅包覆的金纳米球的制备中，对于制备得到的所述介孔二氧化硅包覆的金纳米球复合材料，内核金纳米球的大小为15～30nm，壳层厚度为10～30nm；
所述步骤(1)中的介孔二氧化硅包覆的金纳米棒的制备中，对于制备得到的所述介孔二氧化硅包覆的金纳米棒复合材料，内核金纳米棒的长径比为2.2～4.6，壳层厚度为8～23nm；
优选的，所述步骤(1)中的介孔二氧化硅包覆的金纳米棒的制备中，所述加入TEOS醇溶液，是将TEOS醇溶液分多次加入，每次加入间隔30 min。
按照本发明的又一方面，提供了上述pH响应的抗肿瘤药物载体材料在制备抗肿瘤药物中的应用。
作为本发明的进一步优选，所述抗肿瘤药物为pH响应的肿瘤化疗-热疗联合用药。
总而言之，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，由于本发明中的Au@mSiO2-ZnO组装体(即pH响应的抗肿瘤药物载体材料)，可利用氧化锌量子点在酸性条件下可以溶解的特性，将其用作堵孔剂，利用介孔层载抗肿瘤药，提高对药物的负载量。具体来说，能够取得下列有益效果：
(1)本发明所述的纳米载体是水溶性氧化锌量子点修饰的介孔二氧化硅包覆的金纳米粒子(金纳米粒子包括金纳米球或金纳米棒)，制备的组装体粒径均一且能够充分发挥金纳米粒子、介孔二氧化硅、水溶性氧化锌量子点各自的优势，制备方法简单快速、可设计性强。
(2)本发明所述的纳米载体是水溶性氧化锌量子点修饰的介孔二氧化硅包覆的金纳米粒子，其比表面积高，比表面积为300～400m2/g(如可高达318.39m2/g)、生物相容性好且内核形状大小与壳层厚度均匀可控。
(3)本发明所述的纳米载体的制备方法及其在肿瘤的化疗-热疗联合治疗上的应用，制备的pH响应的抗肿瘤药物载体材料可实现对多种抗肿瘤药物的负载，更好地杀伤肿瘤细胞。
本发明中pH响应的抗肿瘤药物载体材料，其Au@mSiO2与ZnO QD 的组装，并不单纯使用硅羟基与氨基的静电组装，而是通过调整TESPA的加入量实现对Au@mSiO2的羧基化修饰，再利用羧基与氨基形成稳定的酰胺键。本发明尤其还通过调控Au@mSiO2-ZnO组装体在内核形状、大小以及介孔硅壳层壁厚，从而实现在肿瘤治疗时的金(光热)、介孔硅(载化疗药物)和氧化锌(pH控释)的联合作用。
本发明通过对制备方法的整体工艺流程设计、以及各个反应步骤所采用的参数条件(如介孔二氧化硅包覆的金纳米粒子羧基化、以及与ZnO QD 相复合等步骤的原料试剂种类及配比、反应温度及时间等)进行控制，能够获得具有高比表面积、内核形状大小与壳层厚度均匀可控的复合材料；尤其通过改变反应物的加入量与反应时间，得到核大小、壳层厚度不同的核壳结构纳米粒子；最终使得该复合材料用作抗肿瘤药物载体材料时具有稳定的pH响应效果，可靠性高。
附图说明
图1：(a)AuNP、(b)(c)AuNP@mSiO2、(d)AuNP@mSiO2-ZnO、(e)ZnO QD、(f)(g)AuNR和(h)(i)AuNR@mSiO2的透射电镜图；
图2：AuNP@mSiO2-ZnO组装体在pH为5.0和7.4条件下的荧光光谱图；
图3：AuNP@mSiO2-ZnO组装体的制备及用于肿瘤热疗-化疗联合治疗示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明构建的pH响应的抗肿瘤药物载体材料，包括内核以及附着在该内核外的壳层，其中，内核为金纳米粒子(包括金纳米球或金纳米棒)；壳层为介孔二氧化硅层，在该介孔二氧化硅层的介孔内部及表层上还附着有氧化锌量子点ZnO QD；当金纳米粒子包括金纳米球时，金纳米球的大小为15～30nm，附着在金纳米球上的壳层的厚度为10～30nm；当金纳米粒子包括金纳米棒时，金纳米棒的长径比为2.2～4.6，附着在金纳米棒上的壳层的厚度为8～23nm。
另一方面，氧化锌量子点ZnO QD优选通过酰胺键与介孔二氧化硅层相连接。
此外，该pH响应的抗肿瘤药物载体材料还可预先加载抗肿瘤药物，抗肿瘤药物与氧化锌量子点ZnO QD一起附着在介孔二氧化硅层的介孔内部及表层上；抗肿瘤药物为阿霉素、紫杉醇或达卡巴嗪，优选为DOX。
对于上述pH响应抗肿瘤药物载体材料，其金核具有良好的光热及暗场成像能力，介孔二氧化硅壳层能实现对抗肿瘤药物的装载，修饰的氧化锌量子点能够有效地提高载抗肿瘤药物量并防止药物提前泄露。
本发明中具有pH响应的抗肿瘤药物载体材料其制备方法，可包括以下步骤：
(1)介孔二氧化硅包覆的金纳米球的制备：以HAuCl4·4H2O为金纳米球的前躯体，甲醛为还原剂，CTAB为表面活性剂和模板，TEOS为硅源。其中HAuCl4·4H2O与TEOS的摩尔比为1:10～1:80，HAuCl4·4H2O与CTAB 的摩尔比为2:7～1:3，HAuCl4·4H2O与甲醛的摩尔比为3:1～5:1，在pH为 9～11，80℃(也可以为60～100℃)条件下反应20～60min后得到介孔二氧化硅包覆的金纳米球复合材料(AuNP@mSiO2)；
(2)介孔二氧化硅包覆的金纳米棒的制备：先将9.75mL超纯水、0.25 mL HAuCl4·4H2O溶液(浓度可以为10～100mM)以及0.6mL NaBH4水溶液(如，浓度为10mM的硼氢化钠冰水溶液)依次加入到CTAB水溶液中配制种子溶液(该种子溶液中CTAB的浓度可以为0.1M，种子溶液中 HAuCl4·4H2O与CTAB的摩尔比可以为1:400)。静置2～5h(优选为3h) 后将种子溶液加入到生长溶液中，种子溶液与生长溶液两者的体积比为 1:500，其中生长溶液由CTAB、HAuCl4·4H2O、AgNO3以及AA水溶液组成，且生长溶液中，HAuCl4·4H2O与CTAB的摩尔比可以为1:200，HAuCl4·4H2O与AgNO3的摩尔比可以为5:1，HAuCl4·4H2O与AA的摩尔比可以为5:8(即，HAuCl4·4H2O、AA与CTAB的摩尔比为5:8:1000)， HAuCl4·4H2O与AgNO3的摩尔比为5:4～5:14，混合溶液在恒温水浴锅中保持26～32℃(也可以为28～30℃)，静置过夜即得到金纳米棒。将合成的金纳米棒进行离心分离和超纯水清洗后，将沉淀超声分散于超纯水中，在搅拌条件下加入氢氧化钠水溶液调节pH至9～11，将3份TEOS甲醇溶液(体积分数可以为10～30％，如20％)每隔30min加入，在25～60℃(如30℃) 水浴中反应3～48h后得到介孔二氧化硅包覆的金纳米棒复合材料 (AuNR@mSiO2)；
(3)羧基化介孔二氧化硅包覆的金纳米粒子的制备：将上述纳米粒子分别用盐酸乙醇溶液、超纯水和乙醇洗涤后分散于水中并置于恒温水浴锅中，得到金纳米粒子的分散液，该金纳米粒子的分散液中金纳米粒子的浓度为3～5mg/mL(优选为4mg/mL)；然后在搅拌条件下加入TESPA乙醇溶液(该TESPA乙醇溶液中，TESPA与醇两者的体积比可以为1:10)，其与金纳米棒乙醇溶液体积比为1:50～1:300，搅拌12h，即得到羧基化介孔二氧化硅包覆的金纳米粒子(Au@mSiO2-COOH，即可以是羧基化介孔二氧化硅包覆的金纳米球，也可以是羧基化介孔二氧化硅包覆的金纳米棒)；
(4)水溶性氧化锌量子点的制备：将二水合乙酸锌溶于无水乙醇中，在搅拌条件下，加热回流形成无色透明的溶液。待其冷却至室温，在搅拌条件下逐滴加入氢氧化钾乙醇溶液，滴加完后室温下反应1～2h。然后， APTES乙醇溶液和超纯水，室温下搅拌反应1～4h，经过离心分离和超纯水清洗后即得到水溶性氧化锌量子点；
(5)氧化锌功能化介孔二氧化硅包覆的金纳米粒子的制备：将修饰后的纳米粒子分散在超纯水中，加入EDC·HCl和NHS活化后，与ZnO QD 按质量比4:1～1:4混合反应24h，得到氧化锌功能化介孔二氧化硅包覆的金纳米粒子(Au@mSiO2-ZnO)；
(6)载抗肿瘤药物纳米复合材料的制备：将修饰后的纳米粒子与抗肿瘤药物(以DOX为例)按质量比20:1～2:1混合12h后，加入EDC·HCl和 NHS活化，再按修饰后的纳米粒子与ZnO QD质量比4:1～1:4加入ZnO QD 混合反应24h，得到pH响应的载抗肿瘤药物纳米复合材料(如， Au@mSiO2@DOX-ZnO)。
本发明构建的pH响应抗肿瘤药物载体材料应用于生物医药领域，如用本发明提供的药物载体可实现化疗-热疗的联合治疗，从而提高肿瘤治疗效果。
以下为实施例：
实施例1
本实施例中pH响应的抗肿瘤药物载体材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)介孔二氧化硅包覆的金纳米球的制备：以HAuCl4·4H2O为金纳米球的前躯体，甲醛为还原剂，CTAB为表面活性剂和模板，TEOS为硅源。其中HAuCl4·4H2O与TEOS的摩尔比为1:10，HAuCl4·4H2O与CTAB的摩尔比为1:3，HAuCl4·4H2O与甲醛的摩尔比为3:1(HAuCl4在整个混合体系中的浓度可以为50mM)，在pH为11，80℃条件下反应20min(即密封搅拌)得到介孔二氧化硅包覆的金纳米球复合材料，如图1a，金纳米球粒径约为23nm，单分散性良好，图1c为介孔二氧化硅包覆的金纳米球，其中介孔层厚度为10nm，壳层具有较清晰的孔道，可完成对药物的负载；
(2)羧基化介孔二氧化硅包覆的金纳米球的制备：将上述纳米粒子分别用盐酸乙醇溶液、超纯水和乙醇洗涤后分散于乙醇中并置于恒温水浴锅中，在搅拌条件下加入TESPA乙醇溶液，其与金纳米棒乙醇溶液体积比为 1:50～1:300，搅拌12h，即得到羧基化介孔二氧化硅包覆的金纳米球；
(3)水溶性氧化锌量子点的制备：将408mg二水合乙酸锌溶于10mL 无水乙醇中，在搅拌条件下，加热回流1.5h形成无色透明的溶液。待其冷却至室温，在搅拌条件下逐滴加入5.0mL浓度为0.82mol/L的氢氧化钾乙醇溶液，滴加完后室温下反应1～2h。然后，加入5.0mL浓度为0.068mol/L 的APTES乙醇溶液，紧接着快速加入0.5mL超纯水，室温下搅拌反应1～4h，经过离心分离和超纯水清洗后即得到水溶性氧化锌量子点。如图1d，从图中可以看出ZnOQD近似球形，平均粒径为4nm；
(4)氧化锌功能化介孔二氧化硅包覆的金纳米球的制备：将修饰后的纳米粒子分散在超纯水中，加入EDC·HCl和NHS活化后，与ZnO QD按质量比4:1～1:4混合反应24h，得到氧化锌功能化介孔二氧化硅包覆的金纳米球；
(5)载抗肿瘤药物纳米复合材料的制备：将修饰后的纳米粒子与抗肿瘤药物(以DOX为例)按质量比20:1～2:1混合12h后，加入EDC·HCl和 NHS活化，再按质量比4:1～1:4加入ZnO QD混合反应24h，得到pH响应的载抗肿瘤药物纳米复合材料。
实施例2
本实施例中pH响应的抗肿瘤药物载体材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)介孔二氧化硅包覆的金纳米球的制备：以HAuCl4·4H2O为金纳米球的前躯体，甲醛为还原剂，CTAB为表面活性剂和模板，TEOS为硅源。其中HAuCl4·4H2O与TEOS的摩尔比为1:30，HAuCl4·4H2O与CTAB的摩尔比为1:3，HAuCl4·4H2O与甲醛的摩尔比为3:1，在pH为11，80℃条件下反应60min得到介孔二氧化硅包覆的金纳米球复合材料。如图1b所示，AuNP@mSiO2呈球形，粒径均一，结构规整，有清晰的孔道，其中核粒径约为15nm，壳层厚度约为30nm；
(2)羧基化介孔二氧化硅包覆的金纳米球的制备：将上述纳米粒子分别用盐酸乙醇溶液、超纯水和乙醇洗涤后分散于乙醇中并置于恒温水浴锅中，搅拌条件下加入TESPA乙醇溶液，其与金纳米棒乙醇溶液体积比为1:50～1:300，搅拌12h，即得到羧基化介孔二氧化硅包覆的金纳米粒子；
(3)水溶性氧化锌量子点的制备：将408mg二水合乙酸锌溶于10mL 无水乙醇中，在搅拌条件下，加热回流1.5h形成无色透明的溶液。待其冷却至室温，在搅拌条件下逐滴加入5.0mL浓度为0.82mol/L的氢氧化钾乙醇溶液，滴加完后室温下反应1～2h。然后，加入5.0mL浓度为0.068mol/L 的APTES乙醇溶液，紧接着快速加入0.5mL超纯水，室温下搅拌反应1～4h，经过离心分离和超纯水清洗后即得到水溶性氧化锌量子点；
(4)氧化锌功能化介孔二氧化硅包覆的金纳米球的制备：将修饰后的纳米粒子分散在超纯水中，加入EDC·HCl和NHS活化后，与ZnO QD按质量比4:1～1:4混合反应24h，得到氧化锌功能化介孔二氧化硅包覆的金纳米球。如图1d，AuNP@mSiO2-ZnO组装体中水溶性氧化锌量子点清晰可见。为了进一步了解所述AuNP@mSiO2-ZnO组装体的组成成分，对其进行EDXA能谱图分析。如表1所示，该材料含有的元素主要有Au、Si、O和 Zn，其中C和Cu元素的含量主要来自于碳膜铜网；
(5)载抗肿瘤药物纳米复合材料的制备：将修饰后的纳米粒子与抗肿瘤药物(以DOX为例)按质量比20:1～2:1混合12h后，加入EDC·HCl和 NHS活化，再按质量比4:1～1:4加入ZnO QD混合反应24h，得到pH响应的载抗肿瘤药物纳米复合材料。
表1：AuNP@mSiO2-ZnO组装体的透射电镜显微镜-能谱(EDXA)
Figure BDA0001288316970000121
实施例3
本实施例中pH响应的抗肿瘤药物载体材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)介孔二氧化硅包覆的金纳米球的制备：以HAuCl4·4H2O为金纳米球的前躯体，甲醛为还原剂，CTAB为表面活性剂和模板，TEOS为硅源。其中HAuCl4·4H2O与TEOS的摩尔比为1:80，HAuCl4·4H2O与CTAB的摩尔比为2:7，HAuCl4·4H2O与甲醛的摩尔比为3:1，在pH为10，80℃条件下反应40min得到介孔二氧化硅包覆的金纳米球复合材料；
(2)羧基化介孔二氧化硅包覆的金纳米球的制备：将上述纳米粒子分别用盐酸乙醇溶液、超纯水和乙醇洗涤后分散于乙醇中并置于恒温水浴锅中，搅拌条件下加入TESPA乙醇溶液，其与金纳米棒乙醇溶液体积比为 1:50～1:300，搅拌12h，即得到羧基化介孔二氧化硅包覆的金纳米粒子；
(3)水溶性氧化锌量子点的制备：将408mg二水合乙酸锌溶于10mL 无水乙醇中，在搅拌条件下，加热回流1.5h形成无色透明的溶液。待其冷却至室温，在搅拌条件下逐滴加入5.0mL浓度为0.82mol/L的氢氧化钾乙醇溶液，滴加完后室温下反应1～2h。然后，加入5.0mL浓度为0.068mol/L 的APTES乙醇溶液，紧接着快速加入0.5mL超纯水，室温下搅拌反应1～4h，经过离心分离和超纯水清洗后即得到水溶性氧化锌量子点；
(4)氧化锌功能化介孔二氧化硅包覆的金纳米球的制备：将修饰后的纳米粒子分散在超纯水中，加入EDC·HCl和NHS活化后，与ZnO QD按质量比4:1～1:4混合反应24h，得到氧化锌功能化介孔二氧化硅包覆的金纳米球(AuNP@mSiO2-ZnO)；
(5)载抗肿瘤药物纳米复合材料的制备：将修饰后的纳米粒子与抗肿瘤药物(以DOX为例)按质量比20:1～2:1混合12h后，加入EDC·HCl和NHS活化，再按质量比4:1～1:4加入ZnO QD混合反应24h，得到pH响应的载抗肿瘤药物纳米复合材料(AuNP@mSiO2@DOX-ZnO)。
该实施例制得的AuNP@mSiO2核粒径约为18nm，壳层厚度约为27 nm。
实施例4
本实施例中pH响应的抗肿瘤药物载体材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)介孔二氧化硅包覆的金纳米棒的制备：先将9.75mL超纯水、0.25 mL HAuCl4·4H2O以及0.6mL NaBH4水溶液依次加入到CTAB水溶液中配制种子溶液。静置2～5h后将种子溶液加入到生长溶液中，其中生长溶液由 CTAB、HAuCl4·4H2O、AgNO3以及AA水溶液组成，且HAuCl4·4H2O、AA 与CTAB的摩尔比为5:8:1000，HAuCl4·4H2O与AgNO3的摩尔比为5:4，混合溶液在恒温水浴锅中保持30℃，搅拌12h后，即得到长径比为2.2的金纳米棒。将合成的金纳米棒进行离心分离和超纯水清洗后，将沉淀超声分散于超纯水中，在搅拌条件下加入氢氧化钠水溶液，将3份TEOS甲醇溶液(体积分数为20％)每隔30min加入，在30℃水浴中反应3～48h后得到介孔二氧化硅包覆的金纳米棒复合材料(AuNR@mSiO2)；
(2)羧基化介孔二氧化硅包覆的金纳米棒的制备：将上述纳米粒子分别用盐酸乙醇溶液、超纯水和乙醇洗涤后分散于乙醇中并置于恒温水浴锅中，搅拌条件下加入TESPA乙醇溶液，其与金纳米棒乙醇溶液体积比为 1:50～1:300，搅拌12h，即得到羧基化介孔二氧化硅包覆的金纳米棒；
(3)水溶性氧化锌量子点的制备：将408mg二水合乙酸锌溶于10mL 无水乙醇中，在搅拌条件下，加热回流1.5h形成无色透明的溶液。待其冷却至室温，在搅拌条件下逐滴加入5.0mL浓度为0.82mol/L的氢氧化钾乙醇溶液，滴加完后室温下反应1～2h。然后，加入5.0mL浓度为0.068mol/L 的APTES乙醇溶液，紧接着快速加入0.5mL超纯水，室温下搅拌反应1～4h，经过离心分离和超纯水清洗后即得到水溶性氧化锌量子点；
(4)氧化锌功能化介孔二氧化硅包覆的金纳米棒的制备：将修饰后的纳米粒子分散在超纯水中，加入EDC·HCl和NHS活化后，与ZnO QD按质量比4:1～1:4混合反应24h，得到氧化锌功能化介孔二氧化硅包覆的金纳米棒；
(5)载抗肿瘤药物纳米复合材料的制备：将修饰后的纳米粒子与抗肿瘤药物(以DOX为例)按质量比20:1～2:1混合12h后，再按纳米粒子与水溶性氧化锌量子点质量比4:1～1:4加入ZnO QD，得到pH响应的载抗肿瘤药物纳米复合材料。
实施例5
本实施例中pH响应的抗肿瘤药物载体材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)介孔二氧化硅包覆的金纳米棒的制备：先将9.75mL超纯水、0.25 mL HAuCl4·4H2O以及0.6mL NaBH4水溶液依次加入到CTAB水溶液中配制种子溶液。静置2～5h后将种子溶液加入到生长溶液中，其中生长溶液由 CTAB、HAuCl4·4H2O、AgNO3以及AA水溶液组成，且HAuCl4·4H2O、AA 与CTAB的摩尔比为5:8:1000，HAuCl4·4H2O与AgNO3的摩尔比为5:8，混合溶液在恒温水浴锅中保持30℃，搅拌12h后，即得到长径比为3.1的金纳米棒，如图1f。将合成的金纳米棒进行离心分离和超纯水清洗后，将沉淀超声分散于超纯水中，在搅拌条件下加入氢氧化钠水溶液，将3份TEOS 甲醇溶液(体积分数为20％)每隔30min加入，在30℃水浴中反应3～48 h后得到介孔二氧化硅包覆的金纳米棒复合材料(AuNR@mSiO2)；
(2)羧基化介孔二氧化硅包覆的金纳米棒的制备：将上述纳米粒子分别用盐酸乙醇溶液、超纯水和乙醇洗涤后分散于乙醇中并置于恒温水浴锅中，搅拌条件下加入TESPA乙醇溶液，其与金纳米棒乙醇溶液体积比为 1:50～1:300，搅拌12h，即得到羧基化介孔二氧化硅包覆的金纳米棒；
(3)水溶性氧化锌量子点的制备：将408mg二水合乙酸锌溶于10mL 无水乙醇中，在搅拌条件下，加热回流1.5h形成无色透明的溶液。待其冷却至室温，在搅拌条件下逐滴加入5.0mL浓度为0.82mol/L的氢氧化钾乙醇溶液，滴加完后室温下反应1～2h。然后，加入5.0mL浓度为0.068mol/L 的APTES乙醇溶液，紧接着快速加入0.5mL超纯水，室温下搅拌反应1～4h，经过离心分离和超纯水清洗后即得到水溶性氧化锌量子点；
(4)氧化锌功能化介孔二氧化硅包覆的金纳米棒的制备：将修饰后的纳米粒子分散在超纯水中，加入EDC·HCl和NHS活化后，与ZnO QD按质量比4:1～1:4混合反应24h，得到氧化锌功能化介孔二氧化硅包覆的金纳米棒；
(5)载抗肿瘤药物纳米复合材料的制备：将修饰后的纳米粒子与抗肿瘤药物(以DOX为例)按质量比20:1～2:1混合12h后，再按纳米粒子与水溶性氧化锌量子点质量比4:1～1:4加入ZnO QD，得到pH响应的载抗肿瘤药物纳米复合材料。
实施例6
本实施例中pH响应的抗肿瘤药物载体材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)介孔二氧化硅包覆的金纳米棒以金纳米棒为核的组装体的制备：先将9.75mL超纯水、0.25mL HAuCl4·4H2O以及0.6mL NaBH4水溶液依次加入到CTAB水溶液中配制种子溶液。静置2～5h后将种子溶液加入到生长溶液中，其中生长溶液由CTAB、HAuCl4·4H2O、AgNO3以及AA水溶液组成，且HAuCl4·4H2O、AA与CTAB的摩尔比为5:8:1000，HAuCl4·4H2O 与AgNO3的摩尔比为1:2，混合溶液在恒温水浴锅中保持28℃，搅拌12h 后，即得到长径比为3.9的金纳米棒。将合成的金纳米棒进行离心分离和超纯水清洗后，将沉淀超声分散于超纯水中，在搅拌条件下加入氢氧化钠水溶液，将3份TEOS甲醇溶液(体积分数为20％)每隔30min加入，在30℃水浴中反应3～48h后得到介孔二氧化硅包覆的金纳米棒复合材料(AuNR@mSiO2)；
(2)羧基化介孔二氧化硅包覆的金纳米棒的制备：将上述纳米粒子分别用盐酸乙醇溶液、超纯水和乙醇洗涤后分散于乙醇中并置于恒温水浴锅中，搅拌条件下加入TESPA乙醇溶液，其与金纳米棒乙醇溶液体积比为 1:50～1:300，搅拌12h，即得到羧基化介孔二氧化硅包覆的金纳米棒；
(3)水溶性氧化锌量子点的制备：将408mg二水合乙酸锌溶于10mL 无水乙醇中，在搅拌条件下，加热回流1.5h形成无色透明的溶液。待其冷却至室温，在搅拌条件下逐滴加入5.0mL浓度为0.82mol/L的氢氧化钾乙醇溶液，滴加完后室温下反应1～2h。然后，加入5.0mL浓度为0.068mol/L 的APTES乙醇溶液，紧接着快速加入0.5mL超纯水，室温下搅拌反应1～4h，经过离心分离和超纯水清洗后即得到水溶性氧化锌量子点；
(4)氧化锌功能化介孔二氧化硅包覆的金纳米棒的制备：将修饰后的纳米粒子分散在超纯水中，加入EDC·HCl和NHS活化后，与ZnO QD按质量比4:1～1:4混合反应24h，得到氧化锌功能化介孔二氧化硅包覆的金纳米棒；
(5)载抗肿瘤药物纳米复合材料的制备：将修饰后的纳米粒子与抗肿瘤药物(以DOX为例)按质量比20:1～2:1混合12h后，再按纳米粒子与水溶性氧化锌量子点质量比4:1～1:4加入ZnO QD，得到pH响应的载抗肿瘤药物纳米复合材料。
实施例7
本实施例中pH响应的抗肿瘤药物载体材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)介孔二氧化硅包覆的金纳米棒的制备：先将9.75mL超纯水、0.25 mL HAuCl4·4H2O以及0.6mL NaBH4水溶液依次加入到CTAB水溶液中配制种子溶液。静置2～5h后将种子溶液加入到生长溶液中，其中生长溶液由 CTAB、HAuCl4·4H2O、AgNO3以及AA水溶液组成，且HAuCl4·4H2O、AA 与CTAB的摩尔比为5:8:1000，HAuCl4·4H2O与AgNO3的摩尔比为5:12，混合溶液在恒温水浴锅中保持30℃，搅拌12h后，即得到长径比为4.1金纳米棒，如图1g。将合成的金纳米棒进行离心分离和超纯水清洗后，将沉淀超声分散于超纯水中，在搅拌条件下加入氢氧化钠水溶液，将3份TEOS 甲醇溶液(体积分数为20％)每隔30min加入，在30℃水浴中反应3～48 h后得到介孔二氧化硅包覆的金纳米棒复合材料(AuNR@mSiO2)；
(2)羧基化介孔二氧化硅包覆的金纳米棒的制备：将上述纳米粒子分别用盐酸乙醇溶液、超纯水和乙醇洗涤后分散于乙醇中并置于恒温水浴锅中，搅拌条件下加入TESPA乙醇溶液，其与金纳米棒乙醇溶液体积比为 1:50～1:300，搅拌12h，即得到羧基化介孔二氧化硅包覆的金纳米棒；
(3)水溶性氧化锌量子点的制备：将408mg二水合乙酸锌溶于10mL 无水乙醇中，在搅拌条件下，加热回流1.5h形成无色透明的溶液。待其冷却至室温，在搅拌条件下逐滴加入5.0mL浓度为0.82mol/L的氢氧化钾乙醇溶液，滴加完后室温下反应1～2h。然后，加入5.0mL浓度为0.068mol/L 的APTES乙醇溶液，紧接着快速加入0.5mL超纯水，室温下搅拌反应1～4h，经过离心分离和超纯水清洗后即得到水溶性氧化锌量子点；
(4)氧化锌功能化介孔二氧化硅包覆的金纳米棒的制备：将修饰后的纳米粒子分散在超纯水中，加入EDC·HCl和NHS活化后，与ZnO QD按质量比4:1～1:4混合反应24h，得到氧化锌功能化介孔二氧化硅包覆的金纳米棒；
(5)载抗肿瘤药物纳米复合材料的制备：将修饰后的纳米粒子与抗肿瘤药物(以DOX为例)按质量比20:1～2:1混合12h后，再按纳米粒子与水溶性氧化锌量子点质量比4:1～1:4加入ZnO QD，得到pH响应的载抗肿瘤药物纳米复合材料。
表2是通过调节在金纳米棒制备过程中调节HAuCl4·4H2O与AgNO3摩尔比得到不同长径比的金纳米棒，实验结果显示，随着HAuCl4·4H2O与 AgNO3的摩尔比减小，产物的纵向表面等离子共振峰(LSP)发生红移，金纳米棒的长径比不断增大。
表2：相同条件下，调节HAuCl4·4H2O与AgNO3摩尔比对金纳米棒长径比的影响
Figure BDA0001288316970000191
实施例8
本实施例中pH响应的抗肿瘤药物载体材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)介孔二氧化硅包覆的金纳米棒的制备：先将9.75mL超纯水、0.25 mL HAuCl4·4H2O以及0.6mL NaBH4水溶液依次加入到CTAB水溶液中配制种子溶液。静置2～5h后将种子溶液加入到生长溶液中，其中生长溶液由 CTAB、HAuCl4·4H2O、AgNO3以及AA水溶液组成，且HAuCl4·4H2O、AA 与CTAB的摩尔比为5:8:1000，HAuCl4·4H2O与AgNO3的摩尔比为5:8，混合溶液在恒温水浴锅中保持28℃，搅拌12h后，即得到长径比为3.1的金纳米棒。将合成的金纳米棒进行离心分离和超纯水清洗后，将沉淀超声分散于超纯水中，在搅拌条件下加入氢氧化钠水溶液，将3份TEOS甲醇溶液(体积分数为20％)每隔30min加入，在30℃水浴中反应6h后得到介孔二氧化硅包覆的金纳米棒复合材料(AuNR@mSiO2)；如图1h， AuNR@mSiO2为尺寸均一的核壳结构，分散性良好，表面可以看到介孔的微结构，壳层厚度为8nm；
(2)羧基化介孔二氧化硅包覆的金纳米棒的制备：将上述纳米粒子分别用盐酸乙醇溶液、超纯水和乙醇洗涤后分散于乙醇中并置于恒温水浴锅中，搅拌条件下加入TESPA乙醇溶液，其与金纳米棒乙醇溶液体积比为1:50～1:300，搅拌12h，即得到羧基化介孔二氧化硅包覆的金纳米棒；
(3)水溶性氧化锌量子点的制备：将408mg二水合乙酸锌溶于10mL 无水乙醇中，在搅拌条件下，加热回流1.5h形成无色透明的溶液。待其冷却至室温，在搅拌条件下逐滴加入5.0mL浓度为0.82mol/L的氢氧化钾乙醇溶液，滴加完后室温下反应1～2h。然后，加入5.0mL浓度为0.068mol/L 的APTES乙醇溶液，紧接着快速加入0.5mL超纯水，室温下搅拌反应1～4h，经过离心分离和超纯水清洗后即得到水溶性氧化锌量子点；
(4)氧化锌功能化介孔二氧化硅包覆的金纳米棒的制备：将修饰后的纳米粒子分散在超纯水中，加入EDC·HCl和NHS活化后，与ZnO QD按质量比4:1～1:4混合反应24h，得到氧化锌功能化介孔二氧化硅包覆的金纳米棒；
(5)载抗肿瘤药物纳米复合材料的制备：将修饰后的纳米粒子与抗肿瘤药物(以DOX为例)按质量比20:1～2:1混合12h后，再按纳米粒子与水溶性氧化锌量子点质量比4:1～1:4加入ZnO QD，得到pH响应的载抗肿瘤药物纳米复合材料。
实施例9
本实施例中pH响应的抗肿瘤药物载体材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)介孔二氧化硅包覆的金纳米棒的制备：先将9.75mL超纯水、0.25 mL HAuCl4·4H2O以及0.6mL NaBH4水溶液依次加入到CTAB水溶液中配制种子溶液。静置2～5h后将种子溶液加入到生长溶液中，其中生长溶液由 CTAB、HAuCl4·4H2O、AgNO3以及AA水溶液组成，且HAuCl4·4H2O、AA 与CTAB的摩尔比为5:8:1000，HAuCl4·4H2O与AgNO3的摩尔比为1:2，混合溶液在恒温水浴锅中保持30℃，搅拌12h后，即得到长径比为3.9的金纳米棒。将合成的金纳米棒进行离心分离和超纯水清洗后，将沉淀超声分散于超纯水中，在搅拌条件下加入氢氧化钠水溶液，将3份TEOS甲醇溶液(体积分数为20％)每隔30min加入，在30℃水浴中反应48h后得到介孔二氧化硅包覆的金纳米棒复合材料(AuNR@mSiO2)；如图1i，形成的AuNR@mSiO2单分散性良好，壳层厚度为23nm；
(2)羧基化介孔二氧化硅包覆的金纳米棒的制备：将上述纳米粒子分别用盐酸乙醇溶液、超纯水和乙醇洗涤后分散于乙醇中并置于恒温水浴锅中，搅拌条件下加入TESPA乙醇溶液，其与金纳米棒乙醇溶液体积比为 1:50～1:300，搅拌12h，即得到羧基化介孔二氧化硅包覆的金纳米棒；
(3)水溶性氧化锌量子点的制备：将408mg二水合乙酸锌溶于10mL 无水乙醇中，在搅拌条件下，加热回流1.5h形成无色透明的溶液。待其冷却至室温，在搅拌条件下逐滴加入5.0mL浓度为0.82mol/L的氢氧化钾乙醇溶液，滴加完后室温下反应1～2h。然后，加入5.0mL浓度为0.068mol/L 的APTES乙醇溶液，紧接着快速加入0.5mL超纯水，室温下搅拌反应1～4h，经过离心分离和超纯水清洗后即得到水溶性氧化锌量子点；
(4)氧化锌功能化介孔二氧化硅包覆的金纳米棒的制备：将修饰后的纳米粒子分散在超纯水中，加入EDC·HCl和NHS活化后，与ZnO QD按质量比4:1～1:4混合反应24h，得到氧化锌功能化介孔二氧化硅包覆的金纳米棒；
(5)载抗肿瘤药物纳米复合材料的制备：将修饰后的纳米粒子与抗肿瘤药物(以DOX为例)按质量比20:1～2:1混合12h后，再按纳米粒子与水溶性氧化锌量子点质量比4:1～1:4加入ZnO QD，得到pH响应的载抗肿瘤药物纳米复合材料。
实施例10
将实施例2中制备的AuNP@mSiO2-ZnO组装体分别分散在pH为7.4 和5.0的磷酸盐缓冲液(PBS)中，于37℃搅拌反应12h，离心后将沉淀分散在超纯水中。为了验证水溶性氧化锌量子点在酸性条件下可以溶解，通过荧光光谱图进行测定，如图2所示，组装体分散在pH＝5.0的PBS溶液中后，在可见光区荧光峰消失，表明AuNP@mSiO2-ZnO组装体中的ZnO QD在pH＝5.0条件下溶解，因此AuNP@mSiO2-ZnO组装体具有pH响应性。
实施例11
通过冷冻干燥实施例2中的AuNP@mSiO2和 AuNP@mSiO2@DOX-ZnO制备得到两种固体粉末，分别对其进行BET氮气吸附比表面积及孔径分布分析。如表3所示，AuNP@mSiO2@DOX-ZnO 相比于AuNP@mSiO2比表面积和孔容都有较大程度的降低，AuNP@mSiO2的介孔孔径约为2.78nm，而AuNP@mSiO2@DOX-ZnO的孔径小于检测限。结合实施例10，AuNP@mSiO2-ZnO组装体中的氧化锌量子点有pH响应性从而达到药物控释的效果。
表3：BET氮气吸附比表面积及孔径分布分析
Figure BDA0001288316970000221
实施例12
以流式细胞仪定量测定实施例2中制备的AuNP@mSiO2@DOX-ZnO在 pH为7.4的培养基中不同孵育时间B16-F10细胞摄取纳米粒子的量，并以 AuNP@mSiO2@DOX(制备时不加ZnOQD)作为对照。将B16-F10细胞以2×105个/孔接种于12孔板中，每孔加入1.0mL含10％胎牛血清(DMEM) 培养基，置于37℃、5％CO2恒温培养箱中培养12h后，移除含血清培养基，每孔加入0.9mL无血清培养基，再分别加入含有不同纳米载体的0.1mL PBS孵育2、4和6h后，移除培养基，用无菌PBS清洗三遍，用胰蛋白酶消化后加入含血清培养基，800rpm离心6min后，将细胞重悬于0.5mL PBS 中，采用流式细胞仪检测红色荧光强度，并计算细胞平均荧光强度。从表4 可以看出，AuNP@mSiO2@DOX-ZnO在B16-F10细胞内释药量相较 AuNP@mSiO2@DOX多，且随着时间的延长，两者释药量都呈现增加的趋势。
表4：流式细胞仪测定的不同载抗肿瘤药物的纳米粒子被小鼠黑色素瘤细胞
/B16-F10细胞吞噬的效率
Figure BDA0001288316970000231
以实施例2为例，Au@mSiO2与Au@mSiO2-ZnO组装体(Au@mSiO2与ZnO质量比为2:1时)对药物包封率的影响上，根据实验结果，Au@mSiO2对DOX的包封率仅为13.62±0.73％，而相同量的Au@mSiO2-ZnO组装体的包封率可以达到73.53±4.19％；可见，Au@mSiO2与ZnO QD两者具有良好的相互协同作用效果。此外，表4(即，利用Au@mSiO2@DOX与 Au@mSiO2@DOX-ZnO进行细胞吞噬实验得到的结果)也从侧面体现出两者载药量的巨大差异。另外，由于恶性肿瘤组织的pH值相较正常组织低，特别是在癌细胞的溶酶体内，酸性可达5.0～5.5。可见，AuNP@mSiO2@DOX-ZnO更容易进入肿瘤细胞后实现药物的释放，防止药物过早释放并降低对正常组织的毒副作用。
本发明中pH响应的抗肿瘤药物载体材料，既可以是氧化锌功能化介孔二氧化硅包覆的金纳米粒子(即暂不负载抗肿瘤药物)，也可以是载抗肿瘤药物纳米复合材料(即直接负载有抗肿瘤药物)，可应用于pH响应的肿瘤化疗-热疗联合治疗。氧化锌量子点分布在介孔二氧化硅的表面及介孔中，附着在介孔二氧化硅层表面的氧化锌的厚度可以为若干个纳米(若加入氧化锌的量越多，接枝氧化锌密度就越大，厚度相应也会随之增大；氧化锌与介孔硅通过静电/共价键连接，也就是说，除静电作用外，氧化锌量子点还通过酰胺键与介孔二氧化硅层相连接)。
本发明所用原材料均可以采用商业购得，如四水合氯金酸 (HAuCl4·4H2O)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、正硅酸四乙酯(TEOS)、硼氢化钠(NaBH4)、硝酸银(AgNO3)、抗坏血酸(AA)、二氢-3-[3-(三乙氧基硅基)丙基]呋喃-2,5-二酮(TESPA)、3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC·HCl)、 N-羟基丁二酰亚胺(NHS)等。制备过程中使用的乙酸锌可以为二水合乙酸锌，乙醇可以为无水乙醇；滴加氢氧化钾乙醇溶液后的反应可以在室温 (如20～30℃)下进行。本发明所采用的甲醛可以为质量分数为3.7％的甲醛水溶液(当然也可以是其他浓度)，甲醛的量(如摩尔量)，指的是甲醛溶液中甲醛溶质的量。
本发明中水溶性氧化锌量子点的制备与介孔二氧化硅包覆的金纳米粒子的制备(包括羧基化)步骤可以互换，也可以先制备水溶性氧化锌量子点，再制备介孔二氧化硅包覆的金纳米粒子。本发明中各种醇溶液中所采用的醇溶剂可以为甲醇(如无水甲醇)、乙醇(如无水乙醇)；所采用的水可以为超纯水。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种pH响应的抗肿瘤药物载体材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）介孔二氧化硅包覆的金纳米球的制备：以四水合氯金酸为金纳米球的前躯体，甲醛为还原剂，十六烷基三甲基溴化铵为表面活性剂和模板，正硅酸四乙酯为硅源，配制混合溶液，接着将该混合溶液在pH值 为9~11，温度为60~100 °C条件下反应20~60 min后得到介孔二氧化硅包覆的金纳米球；其中，所述四水合氯金酸与所述正硅酸四乙酯的摩尔比为1:10~1:80，所述四水合氯金酸与所述十六烷基三甲基溴化铵的摩尔比为2:7~1:3，所述四水合氯金酸与所述甲醛的摩尔比为3:1~5:1；并且，对于制备得到的所述介孔二氧化硅包覆的金纳米球，内核金纳米球的大小为15~30 nm，壳层介孔二氧化硅厚度为10~30 nm；
（2）羧基化介孔二氧化硅包覆的金纳米球的制备：将所述步骤（1）制备得到的介孔二氧化硅包覆的金纳米球用醇分散后置于恒温水浴锅中得到金纳米球醇溶液，使得所述金纳米球醇溶液中金纳米球的浓度为3~5 mg/mL，接着向所述金纳米球醇溶液中加入二氢-3-[3-（三乙氧基硅基）丙基]呋喃-2,5-二酮醇溶液，使该二氢-3-[3-（三乙氧基硅基）丙基]呋喃-2,5-二酮醇溶液与所述金纳米球醇溶液两者的体积比为1:50~1:300，所述二氢-3-[3-（三乙氧基硅基）丙基]呋喃-2,5-二酮醇溶液中二氢-3-[3-（三乙氧基硅基）丙基]呋喃-2,5-二酮与醇两者的体积比为1:8~1:12，然后在搅拌条件下反应6~18 h，即得到羧基化介孔二氧化硅包覆的金纳米球；
（3）水溶性氧化锌量子点的制备：将乙酸锌溶于醇中，在搅拌条件下，加热回流形成无色透明的溶液；然后冷却，接着在搅拌条件下逐滴加入氢氧化钾醇溶液，滴加完后继续搅拌反应1~2 h，然后，加入氨丙基三乙氧基硅烷醇溶液与超纯水，搅拌反应1~4 h，经过离心分离和清洗后即得到水溶性氧化锌量子点ZnO QD；
（4）pH响应的抗肿瘤药物载体材料的制备：将所述步骤（2）得到的羧基化介孔二氧化硅包覆的金纳米球和抗肿瘤药物分散在超纯水中，加入N-（3-二甲氨基丙基）-N'-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺活化后，再加入所述步骤（3）得到的ZnO QD，使羧基化介孔二氧化硅包覆的金纳米球与ZnO QD两者质量比为4:1~1:4，然后混合反应12~24 h，即得到pH响应的抗肿瘤药物载体材料。
2.如权利要求1所述pH响应的抗肿瘤药物载体材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中，在所述N-（3-二甲氨基丙基）-N'-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺进行活化处理前，是先将所述步骤（2）得到的羧基化介孔二氧化硅包覆的金纳米球与抗肿瘤药物在超纯水中混合12~48 h后，再加入N-（3-二甲氨基丙基）-N'-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺；所述羧基化介孔二氧化硅包覆的金纳米球与所述抗肿瘤药物两者的质量比为20:1~2:1。
3.如权利要求1所述pH响应的抗肿瘤药物载体材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中的介孔二氧化硅包覆的金纳米球的制备中，所述以四水合氯金酸为金纳米球的前躯体，甲醛为还原剂，十六烷基三甲基溴化铵为表面活性剂和模板，正硅酸四乙酯为硅源，配制混合溶液，配制方法是向溶解有十六烷基三甲基溴化铵的溶液中依次加入甲醛水溶液、四水合氯金酸水溶液以及正硅酸四乙酯醇溶液；
其中，所述溶解有十六烷基三甲基溴化铵的溶液预先还经过搅拌处理10~20 min；
在加入四水合氯金酸水溶液后，还经过搅拌处理10~20 min；所述四水合氯金酸水溶液中，氯金酸的浓度为10~100 mM；
加入的所述正硅酸四乙酯醇溶液中正硅酸四乙酯的浓度为正硅酸四乙酯体积分数为10~30%；
所述混合溶液pH值被调节至10~11。
4.如权利要求1所述pH响应的抗肿瘤药物载体材料的制备方法，其特征在于，
所述步骤（3）中，加入氨丙基三乙氧基硅烷醇溶液后的搅拌反应时间为2~3 h；
所述步骤（4）中，所述抗肿瘤药物为阿霉素、紫杉醇或达卡巴嗪。
5.如权利要求4所述pH响应的抗肿瘤药物载体材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中，所述抗肿瘤药物为阿霉素。
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