CN111329877A - 一种肿瘤微环境双重响应的介孔氧化硅基活性氧材料及其制备方法 - Google Patents

一种肿瘤微环境双重响应的介孔氧化硅基活性氧材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种介孔氧化硅基活性氧材料，其特征在于：通过将过氧化钙负载于被覆聚丙烯酸的中空介孔硅纳米颗粒中获得目标介孔氧化硅基活性氧材料。该介孔氧化硅基活性氧材料，制作工艺简单，成本低廉；生物相容性好，药物装载量大，可控释放活性氧自由基，实现了缓控释的作用；介孔氧化硅基活性氧材料在肿瘤微环境中pH响应可特异性释放更多的ROS，同时该材料所负载的过氧化钙自身也有一定的pH值响应性，达到材料对肿瘤微环境双重pH响应的特性。

Description

一种肿瘤微环境双重响应的介孔氧化硅基活性氧材料及其制 备方法
技术领域
本发明涉及医药领域，具体地，涉及一种肿瘤微环境双重响应的介孔氧化硅基活性氧材料及其制备方法。
背景技术
近年来，随着对肿瘤治疗研究的不断深入，抗肿瘤药物治疗已取得了巨大的进展。但是在抗肿瘤药物的临床应用过程中仍存在副作用明显及肿瘤耐药等诸多的难题，从而显著限制了疗效的有效发挥。因此新型药物的研发目前多集中于在克服上述问题的基础上，强化对肿瘤细胞与正常细胞的区分，从而在充分发挥抗肿瘤作用的同时、最大程度地减小或避免对正常组织细胞的损伤。
常见的抗癌症治疗药物的制作工艺复杂，成本高昂；生物相容性差，体内代谢快，需多次给药才可达药效要求，不能实现可控释放抗癌物质；无法特异性地靶向作用于肿瘤细胞或组织，在体内广泛分布，靶向性差、精准性低；抗癌物质体内分布广泛往往对正常组织也具有杀灭作用，毒副作用大，患者耐受性差，临床抗癌治疗效果不理想。
活性氧(reactive oxygen species，ROS)这一概念于上世纪50年代首次提出，其为一组性质极为活泼的单电子还原产物，主要包括超氧阴离子、羟自由基、过氧自由基、烷氧自由基等氧自由基及次氯酸、单线程氧、过氧化氢等非自由基。机体借助由抗氧化酶及抗氧化物所构成的内源性抗氧化系统清除部分ROS而使其保持于特定的生理水平。一旦ROS生成与清除的平衡状态被打破，则可导致ROS缺乏或氧化应激。ROS增多可促进或抑制肿瘤细胞的生长，主要取决于ROS的浓度及暴露持续时间。探求最佳的ROS水平及作用时限，使之抗肿瘤作用最大化的同时、且使其对正常组织细胞损伤作用轻微。因此开发适宜的ROS释放源与运载体对于肿瘤的靶向性治疗意义重大。
如前所述，ROS具有广阔的抗肿瘤应用前景，鉴于其自身或相应反应物性质多较活泼，使其在存储、递送、释放等过程中存在诸多难点，迫切需要选择合适的运载体，构建出介孔硅基活性氧可控释放纳米体系对于其临床抗肿瘤应用具有显著的重要意义。
发明内容
本发明旨在提供一种新型介孔硅基活性氧可控释放纳米体系。该介孔氧化硅基活性氧材料，制作工艺简单，成本低廉；生物相容性好，药物装载量大，可控释放活性氧自由基，实现了缓控释的作用；介孔氧化硅基活性氧材料在肿瘤微环境中pH响应可特异性释放更多的ROS，同时该材料所负载的过氧化钙自身也有一定的pH值响应性，达到材料对肿瘤微环境双重pH响应的特性。在pH为6.5(即肿瘤微环境条件)时，比在pH为5.0(即溶酶体条件时)和7.4(即正常组织条件时)时的释放更快，实现了在活性氧物质CaO2在肿瘤微环境条件下的快速释放。进而通过氧化应激诱导肿瘤细胞凋亡，自身的降解保证了载体的安全代谢，避免了毒性富集，降低了药物的毒副作用，可在抗肿瘤作用最大化的同时将对正常组织的影响最小化。
本发明提供的一种介孔氧化硅基活性氧材料，其特征在于：通过将过氧化钙负载于被覆聚丙烯酸的中空介孔硅纳米颗粒中获得目标介孔氧化硅基活性氧材料。
进一步地，本发明提供的介孔氧化硅基活性氧材料，其特征还在于：
所述介孔氧化硅基活性氧材料的直径大小为100-300纳米；
所述介孔氧化硅基活性氧材料的空腔直径大小为50-150nm；
所述介孔氧化硅基活性氧材料的介孔孔径为1-5nm。
另外，本发明提供的一种介孔氧化硅基活性氧材料的制备方法，其特征在于，具体制备方法如下所示：
S1.制备中空介孔氧化硅纳米粒子；
S2.将S1的中空介孔氧化硅纳米粒子氨基化；
S3.将S2产物，与过氧化钙以及聚丙烯酸盐混合反应生成目标介孔氧化硅基活性氧材料。
进一步地，本发明提供的一种介孔氧化硅基活性氧材料的制备方法，其特征还在于：
所述中空介孔氧化硅纳米粒子的制备方法为：
S1-1.合成了固体二氧化硅纳米颗粒；
优选采用，Stoeber的方法合成固体二氧化硅纳米颗粒(sSiO2)。
如：于20-50℃的恒温条件下，向溶剂和弱碱液的混合溶液中加入正硅酸乙酯后继续反应1-5小时，采用分离和洗涤的方式获得sSiO2。
溶剂和弱碱液的体积比为1：20-100；
正硅酸乙酯的体积添加量为1-15％。
S1-2.利用S1-1产物进一步合成具有核/壳结构的纳米颗粒；
具体方法为：将S1-1产物充分分散在溶剂中后形成悬浮液，加入模板剂以及其他溶剂中，于10-50℃条件下继续反应1-5h后，将正硅酸乙酯快速加入，搅拌此混合液并继续维持1-10h，经分离和洗涤后得到所需产物。
S1-1产物与模板剂的质量比为1：1-4。
正硅酸乙酯的添加量为每克S1-1产物添加1-5ml的添加量为每克S1-1产物添加1-5ml。
关于模板剂，完成S1的所有工序后，采用离子交换法除去HMSNs介孔孔道中的模板剂即可。
S1-3.利用选择性的蚀刻方法处理S1-2产物得到中空介孔氧化硅纳米颗粒。
具体方法为：将S1-2产物分散碱液中，在40-80℃水浴条件下搅拌4-20h，用离心机收集白色固体，经分离和洗涤后得到所需产物。
此处的碱液优选0.1-1M的无机碱。
本发明所指反应和洗涤用的溶剂可选自，醇、醚、酯、芳香烃、氨水等常用溶剂。
进一步地，本发明提供的一种介孔氧化硅基活性氧材料的制备方法，其特征还在于：
将S1的中空介孔氧化硅纳米粒子分散于溶剂后，加入氨基硅烷，回流反应5-20小时后，经离心分离，洗涤后获得氨基化产物。
进一步地，本发明提供的一种介孔氧化硅基活性氧材料的制备方法，其特征还在于：
所述中空介孔氧化硅纳米粒子与氨基硅烷的质量比为1：0.1-2。
进一步地，本发明提供的一种介孔氧化硅基活性氧材料的制备方法，其特征还在于：
将S2的产物分散于溶剂后，加入过氧化钙，避光搅拌10-48小时后，调节pH至7-8，加入聚丙烯酸盐继续反应1-10小时，经离心分离，洗涤后获得目标产物。
进一步地，本发明提供的一种介孔氧化硅基活性氧材料的制备方法，其特征还在于：
所述S2的产物与过氧化钙的质量比为1：0.5-3；
所述S2的产物与聚丙烯酸盐的质量比为1：0.001-1。
进一步地，本发明提供的一种介孔氧化硅基活性氧材料，其特征还在于：所述过氧化钙为其他释放活性氧的物质所替代。如：超氧阴离子、羟自由基、过氧自由基、烷氧自由基等氧自由基及次氯酸、单线程氧、过氧化氢等非自由基。
进一步地，本发明提供的一种介孔氧化硅基活性氧材料，其特征还在于：为肿瘤微环境双重响应的介孔氧化硅基活性氧材料。
本发明的作用和效果效果
本发明提供的过氧化钙，其在抗肿瘤应用领域鲜有报道，且目前尚无研究将其作为活性氧源单独用于抗肿瘤治疗，且中空介孔硅纳米颗粒的孔容大及比表面积，装载量大，其孔径连续可调，其双重功能表面，可实现特异性给药；具有良好的生物相容性与安全性等。
本发明开创性地将CaO2负载于被覆聚丙烯酸(PAA)的中空介孔硅纳米颗粒中，可控释放活性氧自由基，实现了缓控释的作用。新制备的介孔氧化硅基活性氧材料的直径大小仅约为300纳米(nm)、空腔直径大小仅约为150nm、介孔孔径仅约为5nm，使其在体内更容易地递送到肿瘤部位。
该介孔氧化硅基活性氧材料在肿瘤微环境中pH响应可特异性释放更多的ROS，同时该材料所负载的过氧化钙自身也有一定的pH值响应性，达到CaO2与PAA对肿瘤微环境的双重pH响应的特性。在pH为6.5(即肿瘤微环境条件)时，比在pH为5.0(即溶酶体条件时)和7.4(即正常组织条件时)时的释放更快，实现了在活性氧物质CaO2在肿瘤微环境条件下的快速释放。在进而实现ROS在肿瘤微环境双重响应性可控性释放，自身的降解保证了载体的安全代谢，避免了毒性富集，降低了药物的毒副作用，在充分发挥理想抗肿瘤作用的同时对于正常组织影响甚微，为肿瘤的药物治疗提供了全新的理念与方法。
附图说明
图1为本实施例中涉及的中空介孔氧化硅纳米材料HMSNs和CaO2@HMSNs-PAA的特征对比图；
其中，a、c为HMSNs的透射电镜形貌图，b、d为CaO2@HMSNs-PAA的透射电镜形貌图，e为HMSNs的EDS谱图，f为CaO2@HMSNs-PAA的EDS谱图。
图2为本实施例中涉及的HMSNs和CaO2@HMSNs-PAA的吸附等压线相对压力变化特征图，以及孔径变化的特征图；
图3为本实施例中涉及的HMSNs和CaO2@HMSNs-PAA的低角X射线衍射(XRD)特征图；
图4为本实施例中涉及的CaO2@HMSNs和CaO2@HMSNs-PAA在pH为7.4、6.5和5.0的不同条件下的pH响应性释放图；
图5为本实施例中涉及的CaO2@HMSNs-PAA在不同的pH条件下表现出不同的体外细胞毒性试验结果图；
图6为本实施例中涉及的HMSNs(H),HMSNs-PAA(HP),CaO2(C),CaO2@HMSNs(CH)，CaO2@HMSNs-PAA(CHP)；NC，阴性对照组的细胞内活性氧物质(ROS)的检测结果图。
具体实施方式
一.合成CaO2@HMSNs-PAA
1.中空介孔氧化硅纳米粒子(HMSNs)的制备
首先，用Stoeber的方法合成了固体二氧化硅纳米颗粒(sSiO2)作为进一步刻蚀的硬模板。在30℃恒温条件下，利用搅拌器将3.14mL的氨水(NH4OH)与71.4mL的无水乙醇(C2H5OH)、10mL的去离子水(H2O)匀速地搅拌直至混合均匀，然后在上述混合液中迅速地加入6mL的正硅酸乙酯(TEOS)(根据实际制备材料的性能要求，该正硅酸乙酯的体积添加量为溶剂总提及量的1-15％不等)。快速搅拌2h后，用离心机离心收集得到白色沉淀，然后分别用无水乙醇(C2H5OH)和去离子水(H2O)洗涤多次，自然风干得到干燥后的白色固体粉末(sSiO2)。
其次，利用sSiO2进一步合成了具有核/壳结构的纳米颗粒(mSiO2@SiO2)。将上述步骤制得0.5g的sSiO2分散在100mL的去离子水(H2O)中超声20min后，然后将0.75g的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)(根据实际制备材料的性能要求，该模板剂可选用其他作用相似的物质，sSiO2与模板剂的质量比可以再1：1-4的范围内进行调整)，150mL的无水乙醇(C2H5OH)，150mL的去离子水(H2O)和2.75mL的氨水(NH4OH)混合均匀后加入上述超声后的sSiO2悬浮液中。室温条件下继续超声2h后，将1.5mL的正硅酸乙酯(TEOS)(根据实际制备材料的性能要求，该正硅酸乙酯的添加量为每克sSiO2产物添加1-5ml不等)快速加入，搅拌此混合液并继续维持6h。离心分离后收集白色固体，用去离子水(H2O)洗涤并重新分散在无水乙醇(C2H5OH)中超声10min，在冰箱冷冻室过夜后得到所需产物。
第三，利用选择性的蚀刻方法处理mSiO2@SiO2得到中空介孔氧化硅纳米颗粒(HMSNs)。上述所得的mSiO2@SiO2被分散到50mL，0.4M的碳酸钠(Na2CO3)溶液中，在50℃水浴条件下搅拌10h。用离心机收集白色固体，并用无水乙醇(C2H5OH)和去离子水(H2O)洗涤多次后，通过冷冻干燥的方法得到未除去模板剂的中空介孔二氧化硅纳米颗粒HMSNs。
最后，除去模板剂，用硝酸铵：无水乙醇＝1:0.3g：200mL的离子交换法除去HMSNs介孔孔道中的模板剂CTAB。50℃条件下搅拌12h后，离心分离，并用无水乙醇(C2H5OH)和去离子水(H2O)洗涤多次，重复这个过程三次直到模板剂完全除去，最后冷冻干燥后即可得到除去CTAB的中空介孔二氧化硅纳米颗粒。
2.HMSNs的氨基功能化制备HMSNs-NH2
合成氨基(-NH2)功能化的HMSNs。将上述步骤得到的0.5g的HMSNs超声分散于50mL的甲苯中，然后加入0.4mL的3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)(根据实际制备材料的性能要求，该3-氨基丙基三乙氧基硅烷可以为其他可以提供氨基的硅烷所替代，该空介孔氧化硅纳米粒子与氨基硅烷的质量比为1：0.1-2不等)。60℃条件下回流10h后，离心分离，然后用无水乙醇(C2H5OH)和去离子水(H2O)洗掉未反应多余的APTES，冷冻干燥后得到产物HMSNs-NH2。
3.中空介孔氧化硅/过氧化钙/聚丙烯酸纳米复合物的制备
将上述步骤中得到的0.1g的HMSNs-NH2分散加入到15mL乙醇中，加入0.1g的过氧化钙(CaO2)(根据实际制备材料的性能要求，该过氧化钙可以为其他提供活性氧的物质所替代，HMSNs-NH2与过氧化钙的质量比为1：0.5-3不等)，并将此混合物在室温条件下避光搅拌24h。接着运用氢氧化钠(NaOH)溶液调节溶液的pH值到7.40，然后将10mL，5％w/w的PAA/乙醇溶液(根据实际制备材料的性能要求，该HMSNs-NH2与PAA的质量比为1：0.001-1不等)加入到上述混合物中，继续维持反应4h后，离心收集，用无水乙醇(C2H5OH)和去离子水(H2O)快速洗涤，最终在避光条件下冷冻干燥得到所需纳米材料CaO2@HMSNs-PAA。
同时，本发明中对照组中所需的负载CaO2但未包覆聚丙烯酸(PAA)的中空介孔氧化硅纳米复合物(CaO2@HMSNs)和未负载CaO2但包覆聚丙烯酸(PAA)的纳米复合物(HMSNs-PAA)的制备方法与上述过程相似。
图1(a-d)分别为本发明中制备的中空介孔氧化硅纳米材料HMSNs和CaO2@HMSNs-PAA的特征图：图1(a、c)为HMSNs和图1(b、d)CaO2@HMSNs-PAA的透射电镜形貌图。如图所示，与HMSNs相比，合成的CaO2@HMSNs-PAA的介孔孔道变得不明显，同时在其球状结构的外层可以明显观察到一个有机物的包裹层。
图1(e、f)为用X射线能谱仪(EDS)对HMSNs进行元素分析相比。与HMSNs[图1(e)]相比，CaO2@HMSNs-PAA[图1(f)]的EDS谱显示了Ca和C元素的额外强度信号，表明CaO2负载和PAA涂层是成功的。
图2分别为HMSNs和CaO2@HMSNs-PAA的吸附等压线相对压力变化特征图，以及孔径变化的特征图。两个特征图均呈现出典型的Langmuir IV型氮气-吸脱附等温线，但是在装载并包被后的CaO2@HMSNs-PAA复合纳米材料则有着明显的变化。
图3为运用X射线衍射仪得到的HMSNs和CaO2@HMSNs-PAA的低角X射线衍射(XRD)特征图。从图中可以看出CaO2@HMSNs-PAA在包被PAA以后可以观察到峰强明显变弱，表明CaO2装载成功。
二.CaO2@HMSNs-PAA中CaO2的负载量及其控制释放行为的评价
采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法(iCAP-Q)测定CaO2@HMSNs-PAA中CaO2的含量，测定CaO2包封后悬浮液中Ca的含量。首先，精确称取CaO2(0.1g，m0)分散于乙醇(15ml，v0)中。合成CaO2@HMSNs-PAA后，离心得到沉淀，用纯水和乙醇快速洗涤，冻干后称重(m-CHP)。然后收集上清液，加入一定体积的HCl(2M)。上清液中CaO2的含量(ms)根据上清液的体积和ICP-MS测得的Ca浓度来确定，CaO2的负载量按以下公式计算：CaO2的负载量(％，w/w)＝CaO2在CHP中的质量/CHP的质量×100％。用此方法测定出了CaO2@HMSNs-PAA中的CaO2负载量。
通过电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法并运用负载量的计算公示，可以有效的计算出纳米材料中的CaO2的负载量为20.34％。
CaO2释放曲线的评价与CaO2负载能力的计算相似。首先，将精确称重的CaO2@HMSNs和CaO2@HMSNs-PAA分别分散在一定体积的PBS溶液中，分别用pH为7.4、6.5和5.0的pH值来模拟正常组织、肿瘤微环境和溶酶体的情况，并保持在室温下搅拌。然后，用ICP-MS法在一定的时间间隔内检测悬浮液中Ca的浓度，持续时间为2小时。最后，根据获得的一系列CaO2浓度来拟合释放曲线，并可描述出CaO2的释放过程，进而得到累积释放量。
如图4所示(CH表示CaO2@HMSNs，CHP表示CaO2@HMSNs-PAA)，为制备的CaO2@HMSNs和CaO2@HMSNs-PAA在pH为7.4、6.5和5.0的不同条件下的pH响应性释放图。从图4中可以看出，CaO2@HMSNs-PAA在pH为6.5时，比pH为5.0和7.4时的释放更快，实现了在活性氧物质CaO2在肿瘤微环境条件下(pH为6.5时)的快速释放。同时，与未包被PAA的CaO2@HMSNs相比，CaO2@HMSNs-PAA的外包被层PAA可以有效地对介孔孔道封堵，阻碍CaO2的释放，提高CaO2的稳定性。也可减少CaO2在体内运输过程中的损失，从而将更多的CaO2特定输送到肿瘤微环境部位，提高CaO2活性氧的抗肿瘤作用，减轻对正常组织的不良影响。
三.细胞培养
人前列腺癌细胞系PC-3是从中国科学院(上海)类型培养收集委员会细胞库获得的，其通过了形态学、支原体等细胞系质量控制的常规检测。PC-3细胞系在含有2mM的L-谷氨酰胺和2500mg/L碳酸氢钠，以及10％浓度的胎牛血清、100U/mL青霉素和100μg/mL链霉素的F-12K培养基中进行培养。该细胞系在37℃，5.0％浓度的二氧化碳和90％相对湿度的培养箱中进行培养，并通过添加0.25％浓度的胰蛋白酶、10％浓度的胎牛血清和新鲜F-12K培养基进行继代培养，以进行后续实验。所有细胞实验均在对数生长期进行。
四.体外细胞毒性试验
用CCK-8细胞活力测定法来评价CaO2、CaO2@HMSNs、CaO2@HMSN-PAA、HMSNs和HMSN-PAA对PC-3细胞系的杀伤活性。在100uL的F-12K培养基中，将PC-3细胞以1×104细胞/孔的密度接种于96孔板中，37℃孵育过夜。然后用100uL新鲜的F-12K培养基(含CaO2或制备的纳米颗粒系列稀释液)代替培养基，在37℃、避光继续培养细胞24小时。阴性对照组采用F-12K培养基，不加任何培养物。为了模拟正常组织的中性环境和酸性肿瘤微环境，对F-12K培养基通过添加HCl(1M)溶液来调节pH值为7.4或6.5。CaO2@HMSNs和CaO2@HMSNs-PAA的试验组在F-12K培养基中的最终浓度分别为8、16、32和64ug/mL。同样，在F-12K培养基中的HMSNs和HMSNs-PAA的系列浓度分别为25、50、100和200ug/mL。然后将CCK-8溶液与90uL的F-12K培养基混合，分别加入至各孔中，再继续孵育2小时。最后用混合式多模微板阅读器，来测量各孔在450nm波长处的吸光度值。细胞活力按以下公式计算：细胞活力(％)＝(试验-空白)/(对照-空白)×100％，其中试验和对照分别为CaO2或纳米粒处理组和阴性对照组的吸光度值，空白为CCK-8试剂/F-12K在450nm波长处的吸光度值。对于每一组，最终的细胞活力值是5个复孔的平均值。
如图5所示[CHP表示CaO2@HMSNs-PAA；**,与浓度为0μg/mL组相比,p<0.01；▲,不同pH值的两组相比,p<0.05)]，CaO2@HMSNs-PAA在不同的pH条件下表现出不同的细胞毒性，并可综合考虑细胞摄取模式，pH敏感的CaO2释放曲线，以及pH响应的CaO2产生的H2O2，产生肿瘤微环境特异性响应的优良细胞毒性，以达到对肿瘤细胞的特异性杀伤，并可显著减轻对正常组织的损伤。
五.细胞内活性氧物质(ROS)的检测
为了检测制备的纳米颗粒所产生的细胞内ROS，利用具有氧化敏感性质的荧光探针异硫氰酸荧光素FITC(FITC可与细胞内ROS反应，在494nm激光激发下发出绿色荧光，以此来显示纳米复合粒子的细胞摄取和细胞内分布)来检测肿瘤细胞内的活性氧(ROS)水平。将PC-3细胞系以密度为5×105/孔接种到6孔板中。向其中加入2ml/孔的CaO2、CaO2@HMSNs或CaO2@HMSNs-PAA的培养液(保证CaO2等浓度为16ug/mL)，并在黑暗条件下，37℃孵育4小时。同时HMSNs和HMSNs-PAA也被分散在F-12K培养基中，用于相关组的细胞培养。如上所述，将混合液的pH值调整为7.4或6.5，以模拟中性的正常组织环境和酸性的肿瘤微环境。然后将FITC/F-12K培养液(10uM，2ml/孔)注入培养孔中，再孵育30分钟，以此将CaO2@HMSNs-PAA等接枝FITC进行荧光标记。用PBS洗涤后，然后用DAPI对PC-3细胞的细胞核进行染色，并用运用激光共聚焦显微镜(CLSM)观察并拍摄出摄取CaO2@HMSNs-PAA-FITC后的细胞荧光图片。
如图6所示[图中简写分别表示为：HMSNs(H),HMSNs-PAA(HP),CaO2(C),CaO2@HMSNs(CH)，CaO2@HMSNs-PAA(CHP)；NC，阴性对照组；DCF,2',7'-二氯荧光素；B,明场；O,重叠]，经过DAPI染色后的PC-3细胞的细胞核发出蓝色荧光。图是采用蓝光激发后细胞内CaO2@HMSNs-PAA-FITC发出绿色荧光。如图所示，将两者叠加后会发现发绿色荧光的亮点(CaO2@HMSNs-PAA-FITC)能够出现在蓝色的细胞核周围，这表明PC-3细胞能够有效地摄取CaO2@HMSNs-PAA纳米复合粒子，纳米复合粒子内化到PC-3细胞中，定位在酸性更强的溶酶体中，在那里纳米复合粒子会逐渐降解，更多的H2O2从双重pH响应性CaO2@HMSNs-PAA中释放出来，形成更多新的ROS，实现对肿瘤细胞的双重pH响应性特异性杀灭，起到靶向抗肿瘤的活性。

Claims (10)

1.一种介孔氧化硅基活性氧材料，其特征在于：通过将过氧化钙负载于被覆聚丙烯酸的中空介孔硅纳米颗粒中获得目标介孔氧化硅基活性氧材料。
2.如权利要求1所述的介孔氧化硅基活性氧材料，其特征在于：
所述介孔氧化硅基活性氧材料的直径大小为100-300纳米；
所述介孔氧化硅基活性氧材料的空腔直径大小为50-150nm；
所述介孔氧化硅基活性氧材料的介孔孔径为1-5nm。
3.一种介孔氧化硅基活性氧材料的制备方法，其特征在于，具体制备方法如下所示：
S1.制备中空介孔氧化硅纳米粒子；
S2.将S1的中空介孔氧化硅纳米粒子氨基化；
S3.将S2产物，与过氧化钙以及聚丙烯酸盐混合反应生成目标介孔氧化硅基活性氧材料。
4.如权利要求3所述的一种介孔氧化硅基活性氧材料的制备方法，其特征在于：所述中空介孔氧化硅纳米粒子的制备方法为：
S1-1.合成固体二氧化硅纳米颗粒；
S1-2.利用S1-1产物进一步合成具有核/壳结构的纳米颗粒；
S1-3.利用选择性的蚀刻方法处理S1-2产物得到中空介孔氧化硅纳米颗粒。
5.如权利要求3所述的一种介孔氧化硅基活性氧材料的制备方法，其特征在于：将S1的中空介孔氧化硅纳米粒子分散于溶剂后，加入氨基硅烷，回流反应5-20小时后，经离心分离，洗涤后获得氨基化产物。
6.如权利要求5所述的一种介孔氧化硅基活性氧材料的制备方法，其特征在于：所述中空介孔氧化硅纳米粒子与氨基硅烷的质量比为1：0.1-2。
7.如权利要求3所述的一种介孔氧化硅基活性氧材料的制备方法，其特征在于：将S2的产物分散于溶剂后，加入过氧化钙，避光搅拌10-48小时后，调节pH至7-8，加入聚丙烯酸盐继续反应1-10小时，经离心分离，洗涤后获得目标产物。
8.如权利要求7所述的一种介孔氧化硅基活性氧材料的制备方法，其特征在于：所述S2的产物与过氧化钙的质量比为1：0.5-3；
所述S2的产物与聚丙烯酸盐的质量比为1：0.001-1。
9.如权利要求1-8任一所述的介孔氧化硅基活性氧材料，其特征在于：
所述过氧化钙为其他释放活性氧的物质所替代。
10.如权利要求1-8任一所述的介孔氧化硅基活性氧材料，其特征在于：
为肿瘤微环境双重响应的介孔氧化硅基活性氧材料。
1.中空介孔氧化硅纳米粒子(HMSNs)的制备
首先，用Stoeber的方法合成了固体二氧化硅纳米颗粒(sSiO2)作为进一步刻蚀的硬模板。在30℃恒温条件下，利用搅拌器将3.14mL的氨水(NH4OH)与71.4mL的无水乙醇(C2H5OH)、10mL的去离子水(H2O)匀速地搅拌直至混合均匀，然后在上述混合液中迅速地加入6mL的正硅酸乙酯(TEOS)。快速搅拌2h后，用离心机离心收集得到白色沉淀，然后分别用无水乙醇(C2H5OH)和去离子水(H2O)洗涤多次，自然风干得到干燥后的白色固体粉末(sSiO2)。
其次，利用sSiO2进一步合成了具有核/壳结构的纳米颗粒(mSiO2@SiO2)。将上述步骤制得0.5g的sSiO2分散在100mL的去离子水(H2O)中超声20min后，然后将0.75g的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)，150mL的无水乙醇(C2H5OH)，150mL的去离子水(H2O)和2.75mL的氨水(NH4OH)混合均匀后加入上述超声后的sSiO2悬浮液中。室温条件下继续超声2h后，将1.5mL的正硅酸乙酯(TEOS)快速加入，搅拌此混合液并继续维持6h。离心分离后收集白色固体，用去离子水(H2O)洗涤并重新分散在无水乙醇(C2H5OH)中超声10min，在冰箱冷冻室过夜后得到所需产物。
第三，利用选择性的蚀刻方法处理mSiO2@SiO2得到中空介孔氧化硅纳米颗粒(HMSNs)。上述所得的mSiO2@SiO2被分散到50mL，0.4M的碳酸钠(Na2CO3)溶液中，在50℃水浴条件下搅拌10h。用离心机收集白色固体，并用无水乙醇(C2H5OH)和去离子水(H2O)洗涤多次后，通过冷冻干燥的方法得到未除去模板剂的中空介孔二氧化硅纳米颗粒HMSNs。
最后，除去模板剂，用硝酸铵：无水乙醇＝1:0.3g：200mL的离子交换法除去HMSNs介孔孔道中的模板剂CTAB。50℃条件下搅拌12h后，离心分离，并用无水乙醇(C2H5OH)和去离子水(H2O)洗涤多次，重复这个过程三次直到模板剂完全除去，最后冷冻干燥后即可得到除去CTAB的中空介孔二氧化硅纳米颗粒。
2.HMSNs的氨基功能化制备HMSNs-NH2
合成氨基(-NH2)功能化的HMSNs。将上述步骤得到的0.5g的HMSNs超声分散于50mL的甲苯中，然后加入0.4mL的3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)。60℃条件下回流10h后，离心分离，然后用无水乙醇(C2H5OH)和去离子水(H2O)洗掉未反应多余的APTES，冷冻干燥后得到产物HMSNs-NH2。
3.中空介孔氧化硅/过氧化钙/聚丙烯酸纳米复合物的制备
将上述步骤中得到的0.1g的HMSNs-NH2分散加入到15mL乙醇中，加入0.1g的过氧化钙(CaO2)，并将此混合物在室温条件下避光搅拌24h。接着运用氢氧化钠(NaOH)溶液调节溶液的pH值到7.40，然后将10mL，5％w/w的PAA/乙醇溶液加入到上述混合物中，继续维持反应4h后，离心收集，用无水乙醇(C2H5OH)和去离子水(H2O)快速洗涤，最终在避光条件下冷冻干燥得到所需纳米材料CaO2@HMSNs-PAA。
同时，本发明中对照组中所需的负载CaO2但未包覆聚丙烯酸(PAA)的中空介孔氧化硅纳米复合物(CaO2@HMSNs)和未负载CaO2但包覆聚丙烯酸(PAA)的纳米复合物(HMSNs-PAA)的制备方法与上述过程相似。
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