CN112007015A - 聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@ldh核-壳纳米复合材料及其制备方法 - Google Patents

聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@ldh核-壳纳米复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核‑壳纳米复合材料及其制备方法，涉及一种核‑壳结构纳米复合材料及其制备方法。是要解决现有LDH@SiO2壳‑核纳米复合材料结合的质粒DNA容易受到核酸酶的降解，生物稳定性较差的问题。方法：一、制备氨基化多孔二氧化硅；二、制备羧基化多孔二氧化硅；三、制备聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅；四、聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核‑壳纳米复合材料的制备。本方法制备的核‑壳纳米复合材料可以使质粒DNA不会被蛋白酶和核酸酶识别不会被降解，表现出很高的生物稳定性。本发明应用于基因递送载体材料领域。

Description

聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料及其 制备方法
技术领域
本发明涉及一种核-壳结构纳米复合材料及其制备方法。
背景技术
二氧化硅纳米粒因具有高热/化学稳定、比表面积大、孔径和粒度均一可控、可修饰性强等特性而日益受到关注。同时，二氧化硅纳米粒在体内可被生物降解生成硅酸被人体吸收或经泌尿系统排泄，具有较好的生物安全性。二氧化硅纳米粒的这些特性使其成为极具潜力的纳米药物载体和基因载体，具有很多优点，如保护DNA免受核酸酶降解，很好的渗透效应，可直接通过生物膜屏障进入细胞，释放质粒DNA，表达相应蛋白；经抗原提呈细胞有效摄取，加工处理后提呈给T细胞，产生免疫应答等。
层状双氢氧化物(LDH)是一类具有阴离子可交换性质的阴离子型粘土，已被广泛用于插层反应前体，并被视为一类新型的药物分子的输运载体。研究表明，其作为新型可调控的药物载体，在体内具有很好的分散性，可通过调节pH来控制其释放速率，在pH 3-5环境中，其释放药物的速率较快，这对于在树突状细胞(DC)或巨噬细胞内体或溶酶体的酸性环境中充分释放DNA疫苗很有帮助。此外LDH还具有较高的Zeta电位，这使得其更易于接触细胞表面，从而进入细胞内部，提高对细胞的转染效率。此外，LDH纳米载体对于DC有着很好的刺激效应。
然而，LDH作为基因递送载体也存在一些不足，其对于DNA的搭载量较低。因此有人将二氧化硅与LDH结合制备成壳-核纳米复合材料，使得复合材料既具备LDH的优点，又能够多量搭载质粒DNA。但是，这种LDH@SiO2壳-核纳米复合材料结合的质粒DNA容易受到核酸酶的降解，生物稳定性较差。
发明内容
本发明是要解决现有LDH@SiO2壳-核纳米复合材料结合的质粒DNA容易受到核酸酶的降解，生物稳定性较差的问题，提供一种聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料及其制备方法。
本发明聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料是壳－核结构的纳米材料，其中壳为LDH，核为聚乙烯亚胺修饰的二氧化硅。
本发明还提供上述聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：
一、制备氨基化多孔二氧化硅：
室温下称取十六烷基三甲基溴化铵溶于去离子水中，磁力搅拌下加入乙醚、氨水和乙醇，于1000～5000r/min搅拌30～120min；将正硅酸乙酯与KH550快速滴加到反应体系中，于1000～5000r/min搅拌4～8h，反应结束后向体系中加入HCl终止反应；得到的反应溶液于8000～12000r/min离心10～15min，弃上清，沉淀用无水乙醇洗涤3～5遍后分散在乙醇中，然后加入HCl，于70～75℃搅拌24～26h后，再于8000～12000r/min离心15～20min，沉淀用无水乙醇洗3～5遍，室温干燥，得到氨基化二氧化硅，待用；
二、制备羧基化多孔二氧化硅：
将氨基化二氧化硅加到N,N-二甲基甲酰胺中，此溶液为a溶液；将琥珀酸酐溶解在N,N-二甲基甲酰胺中，此溶液为b溶液；将b溶液加到a溶液中，再加入三乙醇胺，搅拌6～7h，于8000～12000r/min离心10～15min，弃上清，无水乙醇洗涤沉淀3～5次，去除三乙醇胺和过量的琥珀酸酐，沉淀干燥，得到羧基化多孔二氧化硅，待用。
三、制备聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅：
将步骤二合成的羧基化二氧化硅分散于N,N-二甲基甲酰胺中；再加入1-乙基-3-碳化二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺，搅拌30～40min；将聚乙烯亚胺配置成100mg/mL水溶液，取聚乙烯亚胺水溶液和乙醇混合滴加到上述反应液中，室温搅拌5～6h；以上反应结束后，于8000～12000r/min离心10min，收集沉淀，乙醇洗涤3～5次，沉淀干燥即为聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅。
四、聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料的制备
将NaOH和NaNO3溶解于去离子水中，再向其中加入羧基化二氧化硅，为溶液A；将Mg(NO3)2·6H2O和Al(NO3)3·9H2O溶解于去离子水中，为溶液B；
在N2条件保护及搅拌下，将溶液B以2.4mL/min的速度滴加到溶液A中，滴加完后继续室温下搅拌2～3h；离心，收集沉淀，用煮沸后的去离子水洗涤沉淀，至上清液为中性，无水乙醇洗涤1～2次，室温真空干燥后即得聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料。
步骤一中十六烷基三甲基溴化铵的质量与去离子水的体积比为0.5g:(70～75)mL。十六烷基三甲基溴化铵的质量与氨水的体积比为0.5g:(0.1～1)mL。乙醚、氨水和乙醇的体积比为3mL:(0.1～1)mL:1mL。氨水与KH550的体积比为(0.1～1):1。正硅酸乙酯和KH550的体积比为(5～25):1。
步骤二中a溶液中氨基化二氧化硅的质量与N,N-二甲基甲酰胺的体积比为0.5g:(90～110)mL。b溶液中琥珀酸酐的质量与N,N-二甲基甲酰胺的体积比为4.5g::(20～30)mL。氨基化二氧化硅与琥珀酸酐的质量比为1:9。三乙醇胺的体积为a溶液和b溶液总体积的3.6％。
步骤三中羧基化二氧化硅的质量与N,N-二甲基甲酰胺的体积比为0.3g:(90～110)mL。羧基化二氧化硅与1-乙基-3-碳化二亚胺盐酸盐的质量比为1:1.1。羧基化二氧化硅与N-羟基琥珀酰亚胺的质量比为1:0.63。聚乙烯亚胺水溶液和乙醇之间的体积比为1:5。羧基化二氧化硅的质量与聚乙烯亚胺水溶液的体积比为0.3g:0.2mL。
步骤四中NaOH和NaNO3的质量比为1:1.45。NaOH和羧基化二氧化硅的质量比为100:6。溶液A中NaOH的质量与去离子水的体积比为0.7g:8mL。Mg(NO3)2·6H2O和Al(NO3)3·9H2O的摩尔比为2:1。Mg(NO3)2·6H2O和Al(NO3)3·9H2O的总质量与去离子水的体积比为1g:7.1mL。溶液A和溶液B的体积比为8:7。
步骤四中所述去离子水是经过煮沸后并降至室温的去离子水。
本发明的有益效果：
本发明聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料既具有LDH体内分散性好，对pH敏感，具有较高Zeta电位和靶向性，又具有能有效延长抗原滞留时间，利于DC识别，促进DC成熟和向淋巴结趋化的优势；同时，聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料又具备了二氧化硅易于多量搭载质粒DNA的特性。
聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料形成良好的包覆性，可以阻止核酸酶进入，同时具有较高的正电性，使质粒DNA更稳定，同时亚胺基和DNA端基结合，可以使其不会被蛋白酶和核酸酶识别不会被降解，表现出很高的生物稳定性。
在二氧化硅纳米粒表面覆盖一层聚乙烯亚胺进行表面修饰，可使其连接靶向基团并负载抗癌症药物或增加对蛋白质的吸附能力，同时是一种性质优良的酶固定化载体。在弱酸性条件下，PEI修饰的二氧化硅具有良好的pH响应药物控释行为。
本发明合成的聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料粒径分布均匀(357.31nm)且容易控制，Zeta电位为(+29.81mV)，这使得其更易于接触细胞表面并进入到细胞内部，提高机体对抗原的摄取率，从而提高对细胞的转染效率。
本发明聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料具有操作简单、成本低等特点，可大规模生产，作为DNA疫苗载体具有巨大的应用潜力。
本发明合成的聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料有望成为质粒DNA的优良递送载体。本发明为DNA疫苗在临床上应用提供了一个免疫效果好和安全性能高的递送系统，将促进DNA疫苗的实际应用。
附图说明
图1是实施例1中二氧化硅在透射电镜下形态；
图2是实施例1中LDH在透射电镜下形态；
图3是实施例1中聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料的透射电子显微镜观察图；
图4是实施例1中聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料的粒径分布图；
图5是实施例1中聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料的Zeta电位分布图；
图6是实施例1中聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料的傅里叶红外光谱图；
图7是实施例1中聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料的XRD图；
图8是表征聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料与质粒pβH9N1SH5结合的能力1％琼脂糖凝胶电泳图；
图9是抗DNaseⅠ降解试验1％琼脂糖凝胶电泳图。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
具体实施方式一：本实施方式聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料是壳－核结构的纳米材料，其中壳为LDH，核为聚乙烯亚胺修饰的二氧化硅。
具体实施方式二：本实施方式聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：
一、制备氨基化多孔二氧化硅：
室温下称取十六烷基三甲基溴化铵溶于去离子水中，磁力搅拌下加入乙醚、氨水和乙醇，于1000～5000r/min搅拌30～120min；将正硅酸乙酯与KH550快速滴加到反应体系中，于1000～5000r/min搅拌4～8h，反应结束后向体系中加入HCl终止反应；得到的反应溶液于8000～12000r/min离心10～15min，弃上清，沉淀用无水乙醇洗涤3～5遍后分散在乙醇中，然后加入HCl，于70～75℃搅拌24～26h后，再于8000～12000r/min离心15～20min，沉淀用无水乙醇洗3～5遍，室温干燥，得到氨基化二氧化硅，待用；
二、制备羧基化多孔二氧化硅：
将氨基化二氧化硅加到N,N-二甲基甲酰胺中，此溶液为a溶液；将琥珀酸酐溶解在N,N-二甲基甲酰胺中，此溶液为b溶液；将b溶液加到a溶液中，再加入三乙醇胺，搅拌6～7h，于8000～12000r/min离心10～15min，弃上清，无水乙醇洗涤沉淀3～5次，去除三乙醇胺和过量的琥珀酸酐，沉淀干燥，得到羧基化多孔二氧化硅，待用。
三、制备聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅：
将步骤二合成的羧基化二氧化硅分散于N,N-二甲基甲酰胺中；再加入1-乙基-3-碳化二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺，搅拌30～40min；将聚乙烯亚胺配置成100mg/mL水溶液，取聚乙烯亚胺水溶液和乙醇混合滴加到上述反应液中，室温搅拌5～6h；以上反应结束后，于8000～12000r/min离心10min，收集沉淀，乙醇洗涤3～5次，沉淀干燥即为聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅。
四、聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料的制备
将NaOH和NaNO3溶解于去离子水中，再向其中加入羧基化二氧化硅，为溶液A；将Mg(NO3)2·6H2O和Al(NO3)3·9H2O溶解于去离子水中，为溶液B；
在N2条件保护及搅拌下，将溶液B以2.4mL/min的速度滴加到溶液A中，滴加完后继续室温下搅拌2～3h；离心，收集沉淀，用煮沸后的去离子水洗涤沉淀，至上清液为中性，无水乙醇洗涤1～2次，室温真空干燥后即得聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式二不同的是：步骤一中十六烷基三甲基溴化铵的质量与去离子水的体积比为0.5g:(70～75)mL。其它与具体实施方式二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式二不同的是：步骤一中十六烷基三甲基溴化铵的质量与氨水的体积比为0.5g:(0.1～1)mL。其它与具体实施方式二相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式二不同的是：步骤一中乙醚、氨水和乙醇的体积比为3mL:(0.1～1)mL:1mL。其它与具体实施方式二相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式二不同的是：步骤一中氨水与KH550的体积比为(0.1～1):1。其它与具体实施方式二相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式二不同的是：步骤一中正硅酸乙酯和KH550的体积比为(5～25):1。其它与具体实施方式二相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式二不同的是：步骤二中a溶液中氨基化二氧化硅的质量与N,N-二甲基甲酰胺的体积比为0.5g:(90～110)mL。其它与具体实施方式二相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式二不同的是：步骤二中b溶液中琥珀酸酐的质量与N,N-二甲基甲酰胺的体积比为4.5g::(20～30)mL。其它与具体实施方式二相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式二不同的是：步骤二中氨基化二氧化硅与琥珀酸酐的质量比为1:9。其它与具体实施方式二相同。
具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式二不同的是：步骤二中三乙醇胺的体积为a溶液和b溶液总体积的3.6％。其它与具体实施方式二相同。
具体实施方式十二：本实施方式与具体实施方式二不同的是：步骤三中羧基化二氧化硅的质量与N,N-二甲基甲酰胺的体积比为0.3g:(90～110)mL。其它与具体实施方式二相同。
具体实施方式十三：本实施方式与具体实施方式二不同的是：步骤三中羧基化二氧化硅与1-乙基-3-碳化二亚胺盐酸盐的质量比为1:1.1。其它与具体实施方式二相同。
具体实施方式十四：本实施方式与具体实施方式二不同的是：步骤三中羧基化二氧化硅与N-羟基琥珀酰亚胺的质量比为1:0.63。其它与具体实施方式二相同。
具体实施方式十五：本实施方式与具体实施方式二不同的是：步骤三中聚乙烯亚胺水溶液和乙醇之间的体积比为1:5。其它与具体实施方式二相同。
具体实施方式十六：本实施方式与具体实施方式二不同的是：步骤三中羧基化二氧化硅的质量与聚乙烯亚胺水溶液的体积比为0.3g:0.2mL。其它与具体实施方式二相同。
具体实施方式十七：本实施方式与具体实施方式二不同的是：步骤四中NaOH和NaNO3的质量比为1:1.45。其它与具体实施方式二相同。
具体实施方式十八：本实施方式与具体实施方式二不同的是：步骤四中NaOH和羧基化二氧化硅的质量比为100:6。其它与具体实施方式二相同。
具体实施方式十九：本实施方式与具体实施方式二不同的是：步骤四中溶液A中NaOH的质量与去离子水的体积比为0.7g:8mL。其它与具体实施方式二相同。
具体实施方式二十：本实施方式与具体实施方式二不同的是：步骤四中Mg(NO3)2·6H2O和Al(NO3)3·9H2O的摩尔比为2:1。其它与具体实施方式二相同。
具体实施方式二十一：本实施方式与具体实施方式二不同的是：步骤四中Mg(NO3)2·6H2O和Al(NO3)3·9H2O的总质量与去离子水的体积比为1g:7.1mL。其它与具体实施方式二相同。
具体实施方式二十二：本实施方式与具体实施方式二不同的是：步骤四中溶液A和溶液B的体积比为8:7。其它与具体实施方式二相同。
具体实施方式二十三：本实施方式与具体实施方式二不同的是：步骤四中所述去离子水是经过煮沸后并降至室温的去离子水。其它与具体实施方式二相同。
下面对本发明的实施例做详细说明，以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方案和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1：
本实施例聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料，包括以下步骤：
(1)制备氨基化多孔二氧化硅：
室温下精确称取0.5g十六烷基三甲基溴化铵溶于70mL去离子水中，磁力搅拌下加入15mL乙醚、2mL氨水和5mL乙醇，2000r/min搅拌60min；将2.5mL正硅酸乙酯与20μL KH550快速滴加到反应体系中，2000r/min搅拌5h，反应结束后向体系中加入1mLHCl终止反应；得到的反应溶液10000r/min离心10min，弃上清，沉淀用无水乙醇洗涤3遍后分散在120mL乙醇中，加入15mL HCl，70℃搅拌24h后10000r/min离心15min，无水乙醇洗3遍，室温干燥，得到氨基化二氧化硅，待用。
(2)制备羧基化多孔二氧化硅：
准确称取0.5g氨基化二氧化硅加到100mL N,N-二甲基甲酰胺中，此溶液为a溶液；准确称取4.5g琥珀酸酐溶解在25mL N,N-二甲基甲酰胺中，此溶液为b溶液；将b溶液加到a溶液中，再加入4.5mL三乙醇胺，搅拌6h，10000r/min离心10min，弃上清，无水乙醇洗涤沉淀3次，去除三乙醇胺和过量的琥珀酸酐，沉淀干燥，得到羧基化多孔二氧化硅，待用。
(3)制备聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅：
将上述合成的0.3g羧基化二氧化硅分散于100mL N,N-二甲基甲酰胺中；再加入准确称量的0.32g 1-乙基-3-碳化二亚胺盐酸盐和0.19g N-羟基琥珀酰亚胺，搅拌30min；将聚乙烯亚胺配置成100mg/mL水溶液，取0.2mL 100mg/mL聚乙烯亚胺水溶液和1mL乙醇混合滴加到上述反应液中，室温搅拌5h；反应结束后，10000r/min离心10min，收集沉淀，乙醇洗涤3次，沉淀干燥待用。
(4)聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料的制备
准备好煮沸后冷却至室温的去离子水72mL，准确称取6.3g NaOH和9.1g NaNO3溶解于准备好的去离子水中，再向其中加入0.4g二氧化硅，得到溶液A；将5.12g的Mg(NO3)2·6H2O和3.75g的Al(NO3)3·9H2O溶解于63mL煮沸后降为室温的去离子水中，得到溶液B；
在N2条件保护及搅拌下，将溶液B以2.4mL/min速度缓慢滴加到上述溶液A中，滴加完后继续室温下搅拌2h；离心，收集沉淀，用煮沸后的去离子水洗涤沉淀，至上清液为中性，无水乙醇洗涤1次，室温真空干燥后即得聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料。
图1是本实施例中二氧化硅在透射电镜下形态，图2是本实施例中LDH在透射电镜下形态，图3是本实施例中聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料的透射电子显微镜观察图。可以看出合成的二氧化硅分散性好、形态规则，呈饱满的球状、大小均匀、无畸形、聚集、连体等现象；合成的LDH分散性好，呈片层结构；合成的生物纳米复合材料聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅看不到LDH与二氧化硅的形态，表明二者有效的复合在一起，失去了原来固有的形态结构。
图4是本实施例中聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料的粒径分布图。聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料平均粒径为(357.31±2.03)nm，多分散指数为0.005。
图5是本实施例中聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料的Zeta电位分布图。由图可知，聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料的Zeta电位分别为(29.81±1.06)mV，有极强的正电性。
图6是本实施例中聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料的傅里叶红外光谱图。在1638.46cm-1有1个吸收峰，这个特征峰是由于聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料内部的二氧化硅的存在，说明合成的聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料中二氧化硅有效地被包覆起来；聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料在1384.33cm-1处有NO3-特征峰，表明层间存在NO3-，在447cm-1处附近出现的特征峰是LDH层板上Mg-O与Al-O键。
图7是本实施例中聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料的XRD图；聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料吸收峰与LDH的位置基本一致，特征衍射峰峰形窄而尖的，说明合成的LDH结晶度好且晶相单一。在图谱20°附近的位置出现了二氧化硅特征吸收峰，说明二氧化硅包覆在LDH内过程中结构和晶型均没有改变。
图8是表征聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料与质粒pβH9N1SH5结合的能力1％琼脂糖凝胶电泳图。带有负电荷的质粒pβH9N1SH5在电压作用下在凝胶中由正极向负极迁移(Lane 1)。可以看出，结合质粒pβH9N1SH5的聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料停留在点样孔中，随着结合比例增大，点样孔内越来越亮，泳道外质粒pβH9N1SH5条带越来越暗。当聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料和质粒pβH9N1SH5质量比为1∶1时，点样孔外有大量未被结合的质粒pβH9N1SH5，说明聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料相对于质粒pβH9N1SH5的量较少；当质量比为2∶1时，点样孔外质粒pβH9N1SH5条带的亮度较1∶1时暗些，说明未被结合的质粒DNA剩余不多，结合接近饱和；当聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料与质粒pβH9N1SH5质量比为3∶1时，泳道内的质粒pβH9N1SH5条带几乎没有；当聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料与质粒pβH9N1SH5质量比大于4∶1时(Lane 5)，泳道外无质粒pβH9N1SH5条带，全部与聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料结合，并且滞留在孔内，表明质粒pβH9N1SH5可以与聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料良好地结合。
图9是抗DNaseⅠ降解试验1％琼脂糖凝胶电泳图。从图中可以看出，裸质粒pβH9N1SH5已被DNaseⅠ完全降解(Lane 3)，而pβH9N1SH5/聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料(Lane 4)在37℃经作用1h后，释放出的质粒pβH9N1SH5仍保持其完整性，说明聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料能够保护质粒DNA免受核酸酶降解，对质粒DNA具有很好的保护作用。

Claims (10)

1.聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料，其特征在于该复合材料是壳－核结构的纳米材料，其中壳为LDH，核为聚乙烯亚胺修饰的二氧化硅。
2.如权利要求1所述的聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
一、室温下称取十六烷基三甲基溴化铵溶于去离子水中，磁力搅拌下加入乙醚、氨水和乙醇，于1000～5000r/min搅拌30～120min；将正硅酸乙酯与KH550快速滴加到反应体系中，于1000～5000r/min搅拌4～8h，反应结束后向体系中加入HCl终止反应；得到的反应溶液于8000～12000r/min离心10～15min，弃上清，沉淀用无水乙醇洗涤3～5遍后分散在乙醇中，然后加入HCl，于70～75℃搅拌24～26h后，再于8000～12000r/min离心15～20min，沉淀用无水乙醇洗3～5遍，室温干燥，得到氨基化二氧化硅，待用；
二、将氨基化二氧化硅加到N,N-二甲基甲酰胺中，此溶液为a溶液；将琥珀酸酐溶解在N,N-二甲基甲酰胺中，此溶液为b溶液；将b溶液加到a溶液中，再加入三乙醇胺，搅拌6～7h，于8000～12000r/min离心10～15min，弃上清，无水乙醇洗涤沉淀3～5次，去除三乙醇胺和过量的琥珀酸酐，沉淀干燥，得到羧基化多孔二氧化硅，待用。
三、将步骤二合成的羧基化二氧化硅分散于N,N-二甲基甲酰胺中；再加入1-乙基-3-碳化二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺，搅拌30～40min；将聚乙烯亚胺配置成100mg/mL水溶液，取聚乙烯亚胺水溶液和乙醇混合滴加到上述反应液中，室温搅拌5～6h；以上反应结束后，于8000～12000r/min离心10min，收集沉淀，乙醇洗涤3～5次，沉淀干燥即为聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅。
四、将NaOH和NaNO3溶解于去离子水中，再向其中加入羧基化二氧化硅，为溶液A；将Mg(NO3)2·6H2O和Al(NO3)3·9H2O溶解于去离子水中，为溶液B；
在N2条件保护及搅拌下，将溶液B以2.4mL/min的速度滴加到溶液A中，滴加完后继续室温下搅拌2～3h；离心，收集沉淀，用煮沸后的去离子水洗涤沉淀，至上清液为中性，无水乙醇洗涤1～2次，室温真空干燥后即得聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料。
3.根据权利要求1或2所述的聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料的制备方法，其特征在于步骤一中十六烷基三甲基溴化铵的质量与氨水的体积比为0.5g:(0.1～1)mL。
4.根据权利要求3所述的聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料的制备方法，其特征在于步骤一中乙醚、氨水和乙醇的体积比为3mL:(0.1～1)mL:1mL。
5.根据权利要求1、2或4所述的聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料的制备方法，其特征在于步骤一中氨水与KH550的体积比为(0.1～1):1。
6.根据权利要求5所述的聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料的制备方法，其特征在于步骤一中正硅酸乙酯和KH550的体积比为(5～25):1。
7.根据权利要求6所述的聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料的制备方法，其特征在于步骤二中氨基化二氧化硅与琥珀酸酐的质量比为1:9。
8.根据权利要求7所述的聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料的制备方法，其特征在于步骤三中羧基化二氧化硅与1-乙基-3-碳化二亚胺盐酸盐的质量比为1:1.1。
9.根据权利要求8所述的聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料的制备方法，其特征在于步骤三中羧基化二氧化硅与N-羟基琥珀酰亚胺的质量比为1:0.63。
10.根据权利要求9所述的聚乙烯亚胺修饰多孔二氧化硅@LDH核-壳纳米复合材料的制备方法，其特征在于步骤四中所述去离子水是经过煮沸后并降至室温的去离子水。
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