CN110755383A - 一种自驱动二氧化锰纳米马达及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自驱动二氧化锰纳米马达及其制备方法与应用。本发明提供的自驱动二氧化锰纳米马达是粒径为100‑700 nm的、部分表面修饰有二氧化锰的二氧化硅纳米粒。该制备方法包括：先合成SiO2纳米粒，利用Pickering乳液法制备嵌有SiO2纳米粒的石蜡微球，再在石蜡微球裸露的SiO2纳米粒表面修饰二氧化锰，用二氯甲烷等有机溶剂将石蜡洗去后得到自驱动二氧化锰纳米马达。该纳米马达，其尺寸可控，制备工艺简单，设备要求低，可用于批量生产，能以肿瘤表达的H2O2作为燃料，增强马达在肿瘤部位中的主动渗透，可用于建立基于肿瘤微环境响应的纳米马达促进药物载体在肿瘤中渗透的平台。

Description

一种自驱动二氧化锰纳米马达及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及自驱动纳米马达领域，具体涉及一种自驱动二氧化锰纳米马达及其制备方法与应用。
背景技术
自驱动纳米马达是一种能将其他能量转化为动能的马达，其运动机理可分为气泡反冲驱动机理和自泳驱动机理。其驱动机理本质上是产生一个非对称场，打破马达的平衡，驱动马达运动。自驱动马达往往是由物理化学相异的各向异性结构，即Janus结构。目前制备Janus颗粒的常用方法有离子溅射法、Pickering乳液法、模板法等，虽然离子溅射法以及模板法等能形成较好的Janus结构，但是其产量很低。Pickering乳液法制备的Janus粒子能够量产并且易于化学修饰，制备方法简单，成本低。
自驱动纳米马达在医学领域具有非常好的应用前景，特别是在药物递送，遗传物质分离与检测、疾病标记物检测等方面。在药物递送方面，普通的药物载体不能很好克服细胞组织障碍，在肿瘤部位的分布主要是通过被动扩散实现的。而自驱动纳米马达具有一定的驱动力，有希望能穿透肿瘤组织的屏障，能够将药物递送至肿瘤深部，提高药效。肿瘤部位过表达过氧化氢（H2O2），而H2O2也是纳米马达的化学燃料之一。目前比较常用的H2O2响应的纳米马达是铂驱动（X. Ma, K. Hahn, S. Sanchez, Catalytic Mesoporous JanusNanomotors for Active Cargo Delivery, J Am Chem Soc, 137 (2015) 4976-4979.）或者过氧化氢酶驱动（X. Ma, A. Jannasch, U.R. Albrecht, K. Hahn, A. Miguel-Lopez,E. Schaffer, S. Sanchez, Enzyme-Powered Hollow Mesoporous Janus Nanomotors,Nano Lett, 15 (2015) 7043-7050.）的，但是铂驱动纳米马达或者过氧化氢酶驱动纳米马达价格昂贵，而且过氧化氢酶还存在易失活，半衰期短等问题（M. Safdar, O.M. Wani, J.Janis, Manganese Oxide-Based Chemically Powered Micromotors, Acs Appl MaterInter, 7 (2015) 25580-25585.）。二氧化锰价格低廉、稳无害，能改善肿瘤乏氧（Q. Chen,L.Z. Feng, J.J. Liu, W.W. Zhu, Z.L. Dong, Y.F. Wu, Z. Liu, IntelligentAlbumin-MnO2 Nanoparticles as pH-/H2O2-Responsive Dissociable Nanocarriers toModulate Tumor Hypoxia for Effective Combination Therapy (vol 28, pg 7129,2016), Adv Mater, 30 (2018).）以及增强核磁成像（M.L. Song, T. Liu, C.R. Shi,X.Z. Zhang, X.Y. Chen, Bioconjugated Manganese Dioxide Nanoparticles EnhanceChemotherapy Response by Priming Tumor-Associated tL.A Macrophages toward M1-like Phenotype and 11 Attenuating Tumor Hypoxia (vol 10, pg 633, 2016), AcsNano, 10 (2016) 3872-3872.），是一种生物相容性好的H2O2催化材料。因此，制备H2O2响应的二氧化锰纳米马达有希望能在肿瘤部位有效运动，同时二氧化锰催化H2O2产生的氧气能改善肿瘤部位的乏氧情况。
发明内容
为了克服现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种自驱动二氧化锰纳米马达及其制备方法与应用。
本发明的目的至少通过如下技术方案之一实现。
本发明的目的是提供一种自驱动二氧化锰纳米马达的制备方法，这种纳米马达有希望改善药物载体在肿瘤组织中的渗透问题以及改善肿瘤乏氧。
本发明提供了一种自驱动二氧化锰纳米马达及其制备方法与应用，所述自驱动二氧化锰纳米马达是一种二氧化锰催化H2O2产生气泡驱动的Janus纳米马达。
本发明提供的一种自驱动二氧化锰纳米马达的制备方法，包括如下步骤：
（1）制备SiO2纳米粒分散液：取乙醇、氨水及水混合均匀，然后在搅拌状态下进行第一次油浴加热处理，接着加入正硅酸四乙酯（TEOS），搅拌处理，洗涤得到SiO2纳米粒分散液；
（2）制备Pickering乳液：将步骤（1）所述SiO2纳米粒分散液与石蜡混合，在搅拌状态下进行第二次油浴加热处理至石蜡完全融化，得到加热后的混合液（Pickering乳液）；
（3）制备SiO2@MnO2 Janus纳米马达：将双十二烷基溴化铵溶液（DDAB溶液）加入步骤（2）所述加热后的混合液中，然后在搅拌状态下进行第三次油浴加热处理，冷却至室温，过滤取沉淀，洗涤，干燥得到嵌有SiO2纳米粒的石蜡微球，将所述嵌有SiO2纳米粒的石蜡微球加入水中，分散均匀，得到嵌有SiO2纳米粒的石蜡微球分散液；将高锰酸钾溶液（KMnO4溶液）加入所述嵌有SiO2纳米粒的石蜡微球分散液中，在混匀仪中进行混匀处理，过滤取沉淀，洗涤，得到所述自驱动二氧化锰纳米马达（所述SiO2@MnO2 Janus纳米马达）。
进一步地，步骤（1）所述氨水的质量百分比浓度为25wt%-28wt%；所述乙醇与氨水的体积比为0.068-0.2：1。
进一步地，步骤（1）所述氨水与水的体积比为3.4-10：1；所述在搅拌状态下的搅拌速率为600-1000rpm，所述第一次油浴加热处理的温度为30-50℃，第一次油浴加热处理的时间为15-30min。
优选地，步骤（1）所述在搅拌状态下的搅拌速率为600rpm。
优选地，步骤（1）所述第一次油浴加热处理的温度为40℃，第一次油浴加热处理的时间为30min。
进一步地，步骤（1）所述氨水与正硅酸四乙酯的体积比为1.13-3.33：1；所述搅拌处理的速率为600-1000rpm，搅拌处理的时间为6-12h。
优选地，步骤（1）所述氨水与正硅酸四乙酯的体积比为1.13：1。
优选地，步骤（1）所述搅拌处理的时间为12h，搅拌处理的速率为600rpm。
进一步地，步骤（1）所述洗涤为用乙醇与水交替洗涤，最后一次洗涤的是用水洗涤；在所述SiO2纳米粒分散液中，SiO2纳米粒的质量百分比浓度为0.714-1.25 wt%。
优选地，步骤（1）中，所述洗涤可以为使用乙醇与超纯水进行洗涤。
进一步优选地，步骤（1），所述洗涤可以为使用乙醇与超纯水交替洗涤4遍。
进一步地，步骤（2）所述石蜡与SiO2纳米粒分散液的质量体积比为0.017-0.100：1mg/mL；所述在搅拌状态下的搅拌速率为2000-3000rpm，所述第二次油浴加热处理的温度为70-90℃。
优选地，步骤（2）所述在搅拌状态下的搅拌速率为2500rpm，第二次油浴加热处理的温度为80℃。
进一步地，步骤（3）所述双十二烷基溴化铵溶液的浓度为20-60mg/L；步骤（3）所述双十二烷基溴化铵溶液与步骤（2）所述SiO2纳米粒分散液的体积比为0.25-0.43：1。
进一步地，步骤（3）所述在搅拌状态下的搅拌速率为2000-2500 rpm，所述第三次油浴加热处理的温度为70-90℃，第三次油浴加热处理的时间为20-40 min；所述嵌有SiO2纳米粒的石蜡微球与水的质量体积比为0.05-0.1：1g/mL；所述高锰酸钾溶液的浓度为10-30 mg/mL；所述混匀处理的速率为10-30 rpm，混匀处理的时间为12-24 h。
优选地，步骤（3）所述在搅拌状态下的搅拌速率为2500rpm。
优选地，步骤（3）所述第三次油浴加热处理的温度为80℃，第三次油浴加热处理的时间为30min。
优选地，步骤（3）所述嵌有SiO2纳米粒的石蜡微球与水的质量体积比为0.05g/mL。
优选地，步骤（3）所述高锰酸钾溶液的浓度为20mg/mL。
优选地，步骤（3）所述搅拌处理的速率为20rpm，搅拌处理的时间为24h。
本发明提供一种由上述的制备方法制得的自驱动二氧化锰纳米马达（SiO2@MnO2Janus纳米马达）。
本发明提供的自驱动二氧化锰纳米马达是粒径为100-700 nm的、部分表面修饰有二氧化锰的二氧化硅纳米粒。
所述SiO2@MnO2表示SiO2与MnO2的复合，@表示复合，Janus表示Janus结构。
本发明提供的自驱动二氧化锰纳米马达能够应用在制备抗肿瘤药物中。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：
（1）本发明提供的自驱动二氧化锰纳米马达，其尺寸可控，制备工艺简单，设备要求低，可用于批量生产；
（2）本发明提供的自驱动二氧化锰纳米马达，能够以肿瘤中过表达的H2O2作为燃料，增强马达在肿瘤部位中的主动渗透，可用于建立一个基于肿瘤微环境响应的纳米马达促进药物载体在肿瘤中渗透的平台；
（3）本发明提供的自驱动二氧化锰纳米马达上的二氧化锰会催化过氧化氢产生氧气，可以改善肿瘤乏氧微环境，改善化疗药物的药效。
附图说明
图1为实施例1中的步骤（3）所制备嵌有SiO2纳米粒的石蜡微球的扫描电镜图片；
图2为实施例1中的SiO2@MnO2 Janus纳米马达的粒径图；
图3为实施例1中的SiO2@MnO2 Janus纳米马达的电位图；
图4为实施例1中的SiO2@MnO2 Janus纳米马达的紫外吸收谱图；
图5为实施例1中的SiO2@MnO2 Janus纳米马达的高分辨透射电子显微镜图片；
图6为实施例1中的SiO2@MnO2 Janus纳米马达的在不同浓度的H2O2溶液中的10s内的均方位移图；
图7a为实施例1中的SiO2@MnO2 Janus纳米马达的在质量百分比浓度为0%的H2O2溶液中的10s内的轨迹追踪图；
图7b为实施例1中的SiO2@MnO2 Janus纳米马达的在质量百分比浓度为5%的H2O2溶液中的10s内的轨迹追踪图；
图8为实施例2中制得的嵌有SiO2纳米粒的石蜡微球的扫描电镜图片；
图9为实施例3中制得的嵌有SiO2纳米粒的石蜡微球的扫描电镜图片；
图10为实施例4中制得的嵌有SiO2纳米粒的石蜡微球的扫描电镜图片；
图11为实施例5中制得的嵌有SiO2纳米粒的石蜡微球的扫描电镜图片；
图12为实施例6中制得的嵌有SiO2纳米粒的石蜡微球的扫描电镜图片；
图13为实施例7中的步骤（3）所制备嵌有SiO2纳米粒的石蜡微球的扫描电镜图片；
图14为实施例7制得的自驱动二氧化锰纳米马达的透射电子显微镜图片。
具体实施方式
以下结合实例对本发明的具体实施作进一步说明，但本发明的实施和保护不限于此。需指出的是，以下若有未特别详细说明之过程，均是本领域技术人员可参照现有技术实现或理解的。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，视为可以通过市售购买得到的常规产品。
实施例1
一种自驱动二氧化锰纳米马达的制备方法，包括如下步骤：
（1）制备SiO2纳米粒分散液：取25mL乙醇、1.70mL氨水（浓度为25wt%）及0.5mL超纯水混合均匀，然后在转速为600 rpm的搅拌状态下进行第一次油浴加热处理，第一次油浴加热处理的温度为40℃，第一次油浴加热处理的时间为30min，接着加入1.5mL的正硅酸四乙酯（TEOS），搅拌处理（600 rpm，12 h），用乙醇和超纯水交替洗涤4遍，最后一次洗涤的是超纯水，得到SiO2纳米粒分散液，在所述SiO2纳米粒分散液中，SiO2纳米粒的质量百分比浓度为0.714wt%，所述SiO2纳米粒的粒径为141.60nm；
（2）将1.4mL的步骤（1）所述SiO2纳米粒分散液与0.4g石蜡混合，在转速为2500 rpm的搅拌状态下进行第二次油浴加热处理至石蜡完全融化，第二次油浴加热处理的温度为80℃，得到加热后的混合液；
（3）将0.6mL的双十二烷基溴化铵溶液（浓度为200mg/L）加入步骤（2）所述加热后的混合液中，然后在转速为2500 rpm的搅拌状态下进行第三次油浴加热处理，第三次油浴加热处理的温度为80℃，第三次油浴加热处理的时间为30min，冷却至室温，用慢速滤纸过滤取沉淀，用超纯水洗涤，真空干燥，得到嵌有SiO2纳米粒的石蜡微球；
（4）将质量为1 g步骤（3）所述嵌有SiO2纳米粒的石蜡微球加入体积为10 mL超纯水中，分散均匀，得到嵌有SiO2纳米粒的石蜡微球分散液；将体积为10 mL的高锰酸钾溶液（浓度为40 mg/mL）加入所述嵌有SiO2纳米粒的石蜡微球分散液中，混匀处理（20 rpm），混匀处理的时间为24h，过滤取沉淀，洗涤，得到所述自驱动二氧化锰纳米马达（SiO2@MnO2 Janus纳米马达）。所述自驱动二氧化锰纳米马达可以分散在超纯水中保存。
性能表征：
图1为实施例1中的步骤（3）所制备嵌有SiO2纳米粒的石蜡微球的扫描电镜图片。从图1的a)部分可以看出所制备的石蜡微球为不规则球体，将其表面放大后（如图1的b）部分所示）；从图1的b)部分上可以明显观察到硅颗粒在石蜡表面呈单层分布，并且有一部分颗粒嵌入到石蜡表面。
图2为实施例1中的SiO2@MnO2 Janus纳米马达的粒径图。由图2可得，实施例1制得的SiO2@MnO2 Janus纳米马达（自驱动二氧化锰纳米马达）的粒径为178.54 nm。
图3为实施例1中的SiO2@MnO2 Janus纳米马达的电位图。从图3可以看出，与单纯的SiO2纳米粒相比，SiO2@MnO2 Janus纳米马达的电位有所提高。
图4为实施例1中的SiO2@MnO2 Janus纳米马达的紫外吸收谱图。从图4可以看出，SiO2@MnO2 Janus纳米粒的紫外吸收与MnO2的紫外吸收相吻合。
图5为实施例1中的SiO2@MnO2 Janus纳米马达的高分辨透射电子显微镜图片。从图5的a)部分中可以看出实施例1制得的SiO2@MnO2 Janus纳米马达具有Janus结构，将其放大后（如图5的b)部分所示），实施例1制得的SiO2@MnO2 Janus纳米马达一面为光滑的硅颗粒表面，而另一面是粗糙的二氧化锰层。
为探究实施例1中的SiO2@MnO2 Janus纳米马达的在不同浓度的H2O2溶液中的10s内的均方位移及轨迹追踪，进行驱动实验。该实验包括如下步骤：
A、将规格分别为20* 20mm和24* 50mm的盖玻片放入食人鱼溶液(H2O2和H2SO4的体积比为1:3)中浸泡12小时后用清水冲洗盖玻片，烘干后备用；
B、在规格为24* 50mm的盖玻片上粘贴两条平行胶带，为Janus粒子的运动提供足够的空间，在盖玻片中间加入2.5 μL SiO2@MnO2 Janus纳米马达溶液以及2.5 μL 1 wt% H2O2溶液或者纯水，然后将规格为20* 20mm的盖玻片盖到胶带上。
C、将玻片与样品置于倒置荧光显微镜下，在40X倍数下记录颗粒运动情况。
D、使用image J软件和MATLAB软件分析SiO2@MnO2 Janus纳米马达的运动。
图6为实施例1中的SiO2@MnO2 Janus纳米马达的在不同浓度的H2O2溶液中的10s内的均方位移图。从图6上可以看出，纳米马达在质量百分比浓度为0.5%的H2O2溶液中10s内的均方位移高达25000 μm2，而其在质量百分比浓度为0%的H2O2溶液中10s内的均方位移不超过2500 μm2，说明纳米马达在H2O2溶液中运动更快。
图7a和图7b分别为实施例1中的SiO2@MnO2 Janus纳米马达的在不同浓度的H2O2溶液中的10s内的轨迹追踪图。可以看出，纳米马达在0.5wt%的H2O2溶液中方向性比其在0%的H2O2溶液中的好，而且相同时间内运动距离更长。而且纳米马达在0.5%的H2O2溶液中的扩散系数为1.2640 μm2/s，而其在0%的H2O2溶液中的扩散系数为0.5592 μm2/s，说明此纳米马达对H2O2具有响应性，有希望在过表达H2O2的肿瘤微环境中应用，负载药物到肿瘤深部。
实施例2
实施例2与实施例1基本相同，不同之处在于步骤（2）中石蜡加入的量为0.1g；其他步骤与实施例1相同。
图8为实施例2中制得的嵌有SiO2纳米粒的石蜡微球的扫描电镜图片。从图8的a)部分可以看出所制备的石蜡微球为不规则球体，将其表面放大后（如图8的b）部分所示）；从图8的b)部分上可以明显观察到硅颗粒在石蜡表面呈单层分布，并且有一部分颗粒嵌入到石蜡表面。
实施例2制得的SiO2@MnO2 Janus纳米马达同样具有Janus结构，其一面为光滑的硅颗粒表面，而另一面是粗糙的二氧化锰层，可参照图5或图14。
实施例2制得的自驱动二氧化锰纳米马达同样对H2O2具有响应性，自驱动二氧化锰纳米马达上的二氧化锰会催化过氧化氢产生氧气，可参照图6和图7。
实施例3
实施例3与实施例1基本相同，不同之处在于步骤（2）中石蜡加入的量为0.2g；其他步骤与实施例1相同。
图9为实施例3中制得的嵌有SiO2纳米粒的石蜡微球的扫描电镜图片。从图9的a)部分可以看出所制备的石蜡微球为不规则球体，将其表面放大后（如图9的b）部分所示）；从图9的b)部分上可以明显观察到硅颗粒在石蜡表面呈单层分布，并且有一部分颗粒嵌入到石蜡表面。
实施例3制得的SiO2@MnO2 Janus纳米马达同样具有Janus结构，其一面为光滑的硅颗粒表面，而另一面是粗糙的二氧化锰层，可参照图5或图14。
实施例3制得的自驱动二氧化锰纳米马达同样对H2O2具有响应性，自驱动二氧化锰纳米马达上的二氧化锰会催化过氧化氢产生氧气，可参照图6和图7。
实施例4
实施例4与实施例1基本相同，不同之处在于步骤（2）中石蜡加入的量为0.3g；其他步骤与实施例1相同。
图10为实施例4中制得的嵌有SiO2纳米粒的石蜡微球的扫描电镜图片。从图10的a)部分可以看出所制备的石蜡微球为不规则球体，将其表面放大后（如图10的b）部分所示）；从图10的b)部分上可以明显观察到硅颗粒在石蜡表面呈单层分布，并且有一部分颗粒嵌入到石蜡表面。
实施例4制得的SiO2@MnO2 Janus纳米马达同样具有Janus结构，其一面为光滑的硅颗粒表面，而另一面是粗糙的二氧化锰层，可参照图5或图14。
实施例4制得的自驱动二氧化锰纳米马达同样对H2O2具有响应性，自驱动二氧化锰纳米马达上的二氧化锰会催化过氧化氢产生氧气，可参照图6和图7。
实施例5
实施例5与实施例1基本相同，不同之处在于步骤（2）中石蜡加入的量为0.5g；其他步骤与实施例1相同。
图11为实施例5中制得的嵌有SiO2纳米粒的石蜡微球的扫描电镜图片。从图11的a)部分可以看出所制备的石蜡微球为不规则球体，将其表面放大后（如图11的b）部分所示）；从图11的b)部分上可以明显观察到硅颗粒在石蜡表面呈单层分布，并且有一部分颗粒嵌入到石蜡表面。
实施例5制得的SiO2@MnO2 Janus纳米马达同样具有Janus结构，其一面为光滑的硅颗粒表面，而另一面是粗糙的二氧化锰层，可参照图5或图14。
实施例5制得的自驱动二氧化锰纳米马达同样对H2O2具有响应性，自驱动二氧化锰纳米马达上的二氧化锰会催化过氧化氢产生氧气，可参照图6和图7。
实施例6
实施例6与实施例1基本相同，不同之处在于步骤（2）中石蜡加入的量为0.6g；其他步骤与实施例1相同。
图12为实施例4中制得的嵌有SiO2纳米粒的石蜡微球的扫描电镜图片。从图12的a)部分可以看出所制备的石蜡微球为不规则球体，将其表面放大后（如图12的b）部分所示）；从图12的b)部分上可以明显观察到硅颗粒在石蜡表面呈单层分布，并且有一部分颗粒嵌入到石蜡表面。
实施例6制得的SiO2@MnO2 Janus纳米马达同样具有Janus结构，其一面为光滑的硅颗粒表面，而另一面是粗糙的二氧化锰层，可参照图5或图14。
实施例6制得的自驱动二氧化锰纳米马达同样对H2O2具有响应性，自驱动二氧化锰纳米马达上的二氧化锰会催化过氧化氢产生氧气，可参照图6和图7。
实施例7
一种自驱动二氧化锰纳米马达的制备方法，包括如下步骤：
（1）制备SiO2纳米粒分散液：取25mL乙醇、5mL氨水（浓度为28wt%）及0.5mL超纯水于圆底烧瓶中混合均匀，然后在转速为600 rpm的搅拌状态下进行第一次油浴加热处理，第一次油浴加热处理的温度为40℃，第一次油浴加热处理的时间为30min，接着加入1.5mL的正硅酸四乙酯（TEOS），搅拌处理（1000 rpm，6 h），用乙醇和超纯水交替洗涤4遍，最后一次洗涤的是超纯水，得到SiO2纳米粒分散液，在所述SiO2纳米粒分散液中，SiO2纳米粒的质量百分比浓度为1.25wt%，所述SiO2纳米粒的粒径为633.20 nm；
（2）将1.4mL的步骤（1）所述SiO2纳米粒分散液与0.2g石蜡于10 mL EP管中混合，在转速为3000 rpm的搅拌状态下进行第二次油浴加热处理至石蜡完全融化，第二次油浴加热处理的温度为80℃，得到加热后的混合液；
（3）将0.4mL的双十二烷基溴化铵溶液（浓度为200mg/L）加入步骤（2）所述加热后的混合液中，然后在转速为3000 rpm的搅拌状态下进行第三次油浴加热处理，第三次油浴加热处理的温度为80℃，第三次油浴加热处理的时间为30min，冷却至室温，用慢速滤纸过滤取沉淀，用超纯水洗涤，真空干燥，得到嵌有SiO2纳米粒的石蜡微球；
（4）将质量为1 g步骤（3）所述嵌有SiO2纳米粒的石蜡微球加入体积为10 mL超纯水中，分散均匀，得到嵌有SiO2纳米粒的石蜡微球分散液；将体积为10 mL的高锰酸钾溶液（浓度为40 mg/mL）加入所述嵌有SiO2纳米粒的石蜡微球分散液中，混匀处理（30 rpm），混匀处理的时间为24h，过滤取沉淀，洗涤，得到所述自驱动二氧化锰纳米马达（SiO2@MnO2 Janus纳米马达）。所述自驱动二氧化锰纳米马达可以分散在超纯水中保存。
性能表征：
图13为实施例7中的步骤（3）所制备嵌有SiO2纳米粒的石蜡微球的扫描电镜图片。可以看出所制备的石蜡微球为不规则球体，而且可以明显观察到硅颗粒在石蜡表面呈单层分布。
图14为实施例7中的SiO2@MnO2 Janus纳米马达的透射电子显微镜图片。从图14的a)部分中可以看出实施例7制得的SiO2@MnO2 Janus纳米马达具有Janus结构，将其放大后（如图14的b)部分所示），实施例7制得的SiO2@MnO2 Janus纳米马达一面为光滑的硅颗粒表面，而另一面是粗糙的二氧化锰层。
实施例7制得的自驱动二氧化锰纳米马达同样对H2O2具有响应性，自驱动二氧化锰纳米马达上的二氧化锰会催化过氧化氢产生氧气，可参照图6和图7。
实施例8
一种自驱动二氧化锰纳米马达的制备方法，包括如下步骤：
（1）制备SiO2纳米粒分散液：取25mL乙醇、1.70mL氨水（浓度为27wt%）及0.5mL超纯水混合均匀，然后在转速为600 rpm的搅拌状态下进行第一次油浴加热处理，第一次油浴加热处理的温度为50℃，第一次油浴加热处理的时间为15min，接着加入1.5mL的正硅酸四乙酯（TEOS），搅拌处理（800 rpm，9 h），用乙醇和超纯水交替洗涤4遍，最后一次洗涤的是超纯水，得到SiO2纳米粒分散液，在所述SiO2纳米粒分散液中，SiO2纳米粒的质量百分比浓度为1.00wt%；
（2）将1.4mL的步骤（1）所述SiO2纳米粒分散液与0.4g石蜡混合，在转速为2500 rpm的搅拌状态下进行第二次油浴加热处理至石蜡完全融化，第二次油浴加热处理的温度为80℃，得到加热后的混合液；
（3）将0.6mL的双十二烷基溴化铵溶液（浓度为200mg/L）加入步骤（2）所述加热后的混合液中，然后在转速为2000 rpm的搅拌状态下进行第三次油浴加热处理，第三次油浴加热处理的温度为70℃，第三次油浴加热处理的时间为40min，冷却至室温，用慢速滤纸过滤取沉淀，用超纯水洗涤，真空干燥，得到嵌有SiO2纳米粒的石蜡微球；
（4）将质量为1 g步骤（3）所述嵌有SiO2纳米粒的石蜡微球加入体积为10 mL超纯水中，分散均匀，得到嵌有SiO2纳米粒的石蜡微球分散液；将体积为10 mL的高锰酸钾溶液（浓度为40 mg/mL）加入所述嵌有SiO2纳米粒的石蜡微球分散液中，混匀处理（10 rpm），混匀处理的时间为12h，过滤取沉淀，洗涤，得到所述自驱动二氧化锰纳米马达（SiO2@MnO2 Janus纳米马达）。所述自驱动二氧化锰纳米马达可以分散在超纯水中保存。
实施例8制得的自驱动二氧化锰纳米马达同样对H2O2具有响应性，自驱动二氧化锰纳米马达上的二氧化锰会催化过氧化氢产生氧气，可参照图6和图7。
以上实施例仅为本发明较优的实施方式，仅用于解释本发明，而非限制本发明，本领域技术人员在未脱离本发明精神实质下所作的改变、替换、修饰等均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种自驱动二氧化锰纳米马达的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）取乙醇、氨水及水混合均匀，然后在搅拌状态下进行第一次油浴加热处理，接着加入正硅酸四乙酯，搅拌处理，洗涤得到SiO2纳米粒分散液；
（2）将步骤（1）所述SiO2纳米粒分散液与石蜡混合，在搅拌状态下进行第二次油浴加热处理至石蜡完全融化，得到加热后的混合液；
（3）将双十二烷基溴化铵溶液加入步骤（2）所述加热后的混合液中，然后在搅拌状态下进行第三次油浴加热处理，冷却至室温，过滤取沉淀，洗涤，干燥得到嵌有SiO2纳米粒的石蜡微球，将所述嵌有SiO2纳米粒的石蜡微球加入水中，分散均匀，得到嵌有SiO2纳米粒的石蜡微球分散液；将高锰酸钾溶液加入所述嵌有SiO2纳米粒的石蜡微球分散液中，混匀处理，过滤取沉淀，洗涤，得到所述自驱动二氧化锰纳米马达。
2.根据权利要求1所述的自驱动二氧化锰纳米马达的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述氨水的质量百分比浓度为25wt%-28wt%；所述乙醇与氨水的体积比为0.068-0.2：1。
3.根据权利要求1所述的自驱动二氧化锰纳米马达的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述氨水与水的体积比为3.4-10：1；所述在搅拌状态下的搅拌速率为600-1000rpm，所述第一次油浴加热处理的温度为30-50℃，第一次油浴加热处理的时间为15-30min。
4.根据权利要求1所述的自驱动二氧化锰纳米马达的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述氨水与正硅酸四乙酯的体积比为1.13-3.33：1；所述搅拌处理的速率为600-1000rpm，搅拌处理的时间为6-12h。
5.根据权利要求1所述的自驱动二氧化锰纳米马达的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述洗涤为用乙醇与水交替洗涤，最后一次洗涤的是用水洗涤；在所述SiO2纳米粒分散液中，SiO2纳米粒的质量百分比浓度为0.714-1.25 wt%。
6.根据权利要求1所述的自驱动二氧化锰纳米马达的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述石蜡与SiO2纳米粒分散液的质量体积比为0.017-0.100：1mg/mL；所述在搅拌状态下的搅拌速率为2000-3000rpm，所述第二次油浴加热处理的温度为70-90℃。
7.根据权利要求1所述的自驱动二氧化锰纳米马达的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述双十二烷基溴化铵溶液的浓度为20-60mg/L；步骤（3）所述双十二烷基溴化铵溶液与步骤（2）所述SiO2纳米粒分散液的体积比为0.25-0.43：1。
8.根据权利要求1所述的自驱动二氧化锰纳米马达的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述在搅拌状态下的搅拌速率为2000-2500 rpm，所述第三次油浴加热处理的温度为70-90℃，第三次油浴加热处理的时间为20-40 min；所述嵌有SiO2纳米粒的石蜡微球与水的质量体积比为0.05-0.1：1g/mL；所述高锰酸钾溶液的浓度为10-30 mg/mL；所述混匀处理的速率为10-30 rpm，混匀处理的时间为12-24 h。
9.一种由权利要求1-8任一项所述的制备方法制得的自驱动二氧化锰纳米马达。
10.权利要求9所述的自驱动二氧化锰纳米马达在制备抗肿瘤药物中的应用。
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