CN108686223A - 一种通过二硫键外接壳聚糖管状介孔二氧化硅载药复合材料的制备 - Google Patents

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王经纬
张辰
张一辰
刘晓霖
吴大同
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Abstract

本发明涉及一种通过二硫键外接壳聚糖管状介孔二氧化硅载药复合材料的制备。包括以下步骤：制备α‑Fe2O3纳米棒、制备含巯基管状介孔二氧化硅、制备含二硫键的管状介孔二氧化硅、制备管状介孔二氧化硅通过二硫键接枝壳聚糖载药复合材料。本发明的有益效果是：管状介孔二氧化硅通过二硫键接枝壳聚糖载药复合材料具有良好的pH敏感性能和谷胱甘肽响应性能，在酸性和谷胱甘肽存在的条件下壳聚糖离开管状介孔二氧化硅表面从而使孔道打开，具有较好的药物缓释性能。

Description

一种通过二硫键外接壳聚糖管状介孔二氧化硅载药复合材料 的制备
技术领域
本发明涉及一种通过二硫键外接壳聚糖管状介孔二氧化硅载药复合材料的制备，属于材料合成和生物医药领域。
技术背景
介孔二氧化硅具有很好的生物相容性和低的细胞毒性，其作为药物缓释的载体材料可有效提高药物的装载率。而管状介孔二氧化硅具有较大的内部空腔结构，可以进一步提高药物的装载量。介孔二氧化硅可以很好的进行表面改性，在合成的过程中通过加入含氨基或巯基的硅源，可以使介孔二氧化硅表面含有氨基或巯基，从而进行进一步的接枝改性。由于壳聚糖具有无毒性、生物可降解性和抗菌活性，所以被广泛应用于生物医学领域。而壳聚糖中的氨基在酸性条件下容易被质子化，这又使得壳聚糖成为一种很好的pH响应聚合物。因此在管状介孔二氧化硅表面通过二硫键接枝壳聚糖，得到的复合材料作为药物载体时可用于pH和谷胱甘肽双重响应控制药物释放。
发明内容
本发明的目的是在于提供一种通过二硫键外接壳聚糖管状介孔二氧化硅载药复合材料的制备。
本发明所述一种通过二硫键外接壳聚糖管状介孔二氧化硅载药复合材料的制备，包括以下步骤：
a、制备α-Fe2O3纳米棒：将FeCl3和尿素溶解在50mL的去离子水中并磁力搅拌，随后将溶液转移到100mL的高压反应釜中并在120℃下反应10小时，反应结束后将溶液冷却至室温离心分离产品，并用水和乙醇反复洗涤，将所得产品在500℃下煅烧2小时；
b、制备含巯基管状介孔二氧化硅：称取步骤a制备的α-Fe2O3纳米棒分散在含有十六烷基三甲基溴化铵、去离子水、氨水、乙醇的混合溶液中，将混合溶液超声分散30分钟，将正硅酸乙酯和(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷逐滴加入到连续搅拌的溶液中，反应6小时后，将所得产品离心分离收集，用乙醇和去离子水反复洗涤，将洗涤后的产物分散在甲醇和盐酸混合溶液中，在75℃下回流24小时，去除十六烷基三甲基溴化铵模板和α-Fe2O3模板，将所得产物用乙醇和去离子水反复洗涤后干燥；
c、制备含二硫键的管状介孔二氧化硅：将步骤b制备的含巯基管状介孔二氧化硅分散在15mL乙醇溶液中，随后加入2-羧乙基-2-吡啶基二硫醚，将混合溶液在25℃下搅拌反应36小时，将反应后所得产品离心分离并用乙醇洗涤3次后干燥；
d、管状介孔二氧化硅通过二硫键接枝壳聚糖的制备：将步骤c中制备的含巯基管状介孔二氧化硅分散在20mL pH＝5.8的磷酸盐缓冲溶液中，并用1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和N-羟基丁二酰亚胺活化1小时，随后将20mL壳聚糖溶液加入到混合溶液进一步搅拌24小时，将所的产品离心分离并用去离子水和乙醇洗涤、干燥。
进一步地，步骤a中FeCl3的质量为1～2g，尿素的质量为0～1.5g。
进一步地，步骤b中正硅酸乙酯的体积为0～1mL，(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷的体积为0～1mL，甲醇的体积为0～100mL，盐酸体积为0～10mL。
进一步地，步骤c中含巯基管状介孔二氧化硅的质量为0～0.5g，2-羧乙基-2-吡啶基二硫醚的质量为0～0.1g。
进一步地，步骤d中含巯基管状介孔二氧化硅质量为0～0.5g，1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐的质量为0.01～0.15g，N-羟基丁二酰亚胺的质量为0.01～0.1g，壳聚糖溶液浓度为1.0～2.0％V/V。
本发明的有益效果是：管状介孔二氧化硅通过二硫键接枝壳聚糖载药复合材料具有良好的pH敏感性能和谷胱甘肽响应性能，在酸性和谷胱甘肽存在的条件下壳聚糖离开管状介孔二氧化硅表面从而使孔道打开，具有较好的药物缓释性能。
附图说明
下面结合附图对本实验进一步说明。
图1为实施例一中管状介孔二氧化硅通过二硫键接枝介孔二氧化硅复合材料透射电镜图。
具体实施方式
现在结合具体实施例对本发明做进一步说明，以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。
实施例一：
制备二硫键外接壳聚糖管状介孔二氧化硅复合材料包括以下几个步骤：
(1)制备α-Fe2O3纳米棒：将1.08g的FeCl3和1g的尿素溶解在50mL的去离子水中并磁力搅拌，随后将溶液转移到100mL的高压反应釜中并在120℃下反应10小时，反应结束后将溶液冷却至室温离心分离产品，并用水和乙醇反复洗涤，将所得产品在500℃下煅烧2小时；
(2)制备含巯基管状介孔二氧化硅：称取步骤(1)制备的α-Fe2O3纳米棒分散在含有十六烷基三甲基溴化铵、去离子水、氨水、乙醇的混合溶液中，将混合溶液超声分散30分钟，将0.3mL的正硅酸乙酯和0.1mL的(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷逐滴加入到连续搅拌的溶液中，反应6小时，将所得产品离心分离收集，用乙醇和蒸馏水反复洗涤，将洗涤后的产物分散在90mL的甲醇和5mL盐酸混合溶液中，在75℃下回流24小时，去除十六烷基三甲基溴化铵模板和α-Fe2O3模板，将所得产物用乙醇和蒸馏水反复洗涤后干燥；
(3)制备含二硫键的管状介孔二氧化硅：将步骤(2)制备的0.25mg含巯基管状介孔二氧化硅分散在15mL乙醇溶液中，随后加入0.05g的2-羧乙基-2-吡啶基二硫醚，将混合溶液在25℃下搅拌反应36小时，将反应后所得产品离心分离并用乙醇洗涤3次后干燥；
(4)管状介孔二氧化硅通过二硫键接枝壳聚糖的制备的制备：将100mg步骤(3)中制备的含巯基管状介孔二氧化硅分散在20mL pH＝5.8的磷酸盐缓冲溶液中，并用0.1g的1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和0.06g的N-羟基丁二酰亚胺活化1小时，随后将20mL1.5％V/V的壳聚糖溶液加入到混合溶液进一步搅拌24小时，将所的产品离心分离并用去离子水和乙醇洗涤、干燥。所得复合材料的透射电镜图如附图1所示。

Claims (5)

1.一种通过二硫键外接壳聚糖管状介孔二氧化硅载药复合材料的制备，其特征在于：步骤如下：
a、制备α-Fe2O3纳米棒：将FeCl3和尿素溶解在50mL的去离子水中并磁力搅拌，随后将溶液转移到100mL的高压反应釜中并在120℃下反应10小时，反应结束后将溶液冷却至室温离心分离产品，并用水和乙醇反复洗涤，将所得产品在500℃下煅烧2小时；
b、制备含巯基管状介孔二氧化硅：称取步骤a制备的α-Fe2O3纳米棒分散在含有十六烷基三甲基溴化铵、去离子水、氨水、乙醇的混合溶液中，将混合溶液超声分散30分钟，将正硅酸乙酯和(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷逐滴加入到连续搅拌的溶液中，反应6小时后，将所得产品离心分离收集，用乙醇和蒸馏水反复洗涤，将洗涤后的产物分散在甲醇和盐酸混合溶液中，在75℃下回流24小时，去除十六烷基三甲基溴化铵模板和α-Fe2O3模板，将所得产物用乙醇和蒸馏水反复洗涤后干燥；
c、制备含二硫键的管状介孔二氧化硅：将步骤b制备的含巯基管状介孔二氧化硅分散在15mL乙醇溶液中，随后加入2-羧乙基-2-吡啶基二硫醚，将混合溶液在25℃下搅拌反应36小时，将反应后所得产品离心分离并用乙醇洗涤3次后干燥；
d、管状介孔二氧化硅通过二硫键接枝壳聚糖的制备：将步骤c中制备的含巯基管状介孔二氧化硅分散在20mL pH＝5.8的磷酸盐缓冲溶液中，并用1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和N-羟基丁二酰亚胺活化1小时，随后将20mL壳聚糖溶液加入到混合溶液进一步搅拌24小时，将所的产品离心分离并用去离子水和乙醇洗涤、干燥。
2.根据权利要求1所述一种通过二硫键外接壳聚糖管状介孔二氧化硅载药复合材料的制备，其特征是：所述步骤a中FeCl3的质量为1～2g，尿素的质量为0～1.5g。
3.根据权利要求1所述一种通过二硫键外接壳聚糖管状介孔二氧化硅载药复合材料的制备，其特征是：所述步骤b中正硅酸乙酯的体积为0～1mL，(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷的体积为0～1mL，甲醇的体积为0～100mL，盐酸体积为0～10mL。
4.根据权利要求1所述一种通过二硫键外接壳聚糖管状介孔二氧化硅载药复合材料的制备，其特征是：所述步骤c中含巯基管状介孔二氧化硅的质量为0～0.5g，2-羧乙基-2-吡啶基二硫醚的质量为0～0.1g。
5.根据权利要求1所述一种通过二硫键外接壳聚糖管状介孔二氧化硅载药复合材料的制备，其特征是：所述步骤d中含巯基管状介孔二氧化硅质量为0～0.5g，1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐的质量为0.01～0.15g，N-羟基丁二酰亚胺的质量为0.01～0.1g，壳聚糖溶液浓度为1.0～2.0％V/V。
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