CN114314600A - 一种水玻璃制备介孔二氧化硅药物载体的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水玻璃制备介孔二氧化硅药物载体的方法，包括以下步骤：（1）制备溶胶底物；（2）将偶联剂加入无水乙醇中，搅拌均匀，滴加入溶胶底物溶液中，升温至30℃以上；（3）用碱配制成溶液，搅拌下，滴加到上述混合液中调整底物pH值；（4）反应结束后进行喷雾干燥处理；（5）煅烧收集的产物；（6）产品经TEM、氮气吸附测试、XRD表征。该水玻璃制备介孔二氧化硅药物载体的方法将稀释的水玻璃采用阳离子交换树脂处理形成活性溶胶底物，再采用碱性溶液调整底物pH值，加入硅烷偶联剂进行合成反应，最后经喷雾干燥和高温煅烧，得到的介孔二氧化硅粒径在100‑200nm，孔径在2.2‑4.5nm，表面积在500‑1200 m2/g，本方法以便宜的水玻璃为原料，通过两次干燥更利于介孔二氧化硅结构的控制与调节，且制备工艺简单，生产成本低，便于扩大生产。
Description
技术领域
本发明涉及药物负载用纳米材料技术领域，具体为一种水玻璃制备介孔二氧化硅药物载体的方法。
背景技术
纳米药物载体是一种新型的生物功能材料，是纳米技术，材料科学，化学，生物学和医学等多学科融合的产物。与游离药物相比，纳米药物载体具有许多明显的优势，例如改变药物溶解性，增加药物稳定性，增加药物在肿瘤组织中积累以及控制药物的释放等。这些优点可以显著提高药物的生物利用度，降低其对正常组织细胞的毒副作用。目前为止，多种纳米药物载体被开发出来，并被进行了各种修饰，以起到响应或靶向性释药的效果。 介孔二氧化硅(MSN)凭借其生物安全性、稳定性、良好的化学和热稳定性、较大的孔容量、均匀可调的孔径、可调的颗粒尺寸以及易于表面修饰等特性受到了广泛关注，在纳米医学研究中占据越来越重要的地位。通过对介孔二氧化硅的修饰，可以引入不同的基团，起到不同的作用。 但现有的介孔二氧化硅药物载体在制备过程中，二氧化硅粒径会产生较大偏差，比表面不稳定，不利于被细胞吸收，并且制备过程中偶联剂易分解或变性，不利于工业生产。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水玻璃制备介孔二氧化硅药物载体的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水玻璃制备介孔二氧化硅药物载体的方法，包括以下步骤： （1）溶胶底物的制备，取一定量水玻璃，用去离子水稀释，加热、搅拌均匀后，降至室温；然后将混匀的水玻璃溶液经阳离子交换树脂处理，使溶液中的金属阳离子（如Na+、Ca2+、K+、Mg2+、Fe3+）充分与H+进行离子交换，得到酸性溶胶底物溶液，溶液pH值在2.5-3.5； （2）将偶联剂加入到适量的无水乙醇中，搅拌均匀后，超声条件下，滴加入溶胶底物溶液中，并逐渐升温至30℃以上； （3）用碱配制成一定浓度的稀碱溶液，搅拌下，滴加到上述混合液中，使体系pH在9.05-11.05，通过混合装置充分混合，并继续反应2-10h； （4）反应结束后，将反应产物采用喷雾干燥器进行干燥处理，；（5）将收集的产物在480-600℃下煅烧4-8h，收集产品。 （6）产品经TEM、氮气吸附测试、XRD表征。 进一步的，所述步骤（1）中水玻璃溶液pH在9.05-11.5。 进一步的，所述步骤（2）中偶联剂包含十八烷基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯、γ―氨丙基三乙氧基硅烷、十六烷基三甲基溴化铵中的一种。 进一步的，所述步骤（3）中搅拌过程中温度保持在35-70℃。 进一步的，所述步骤（3）中碱包含氨水、三乙醇胺、碳酸氢钠中的一种或两种。 进一步的，所述步骤（4）中喷雾干燥器的进料流量3-20ml/min，干燥温度120-180℃。 进一步的，所述步骤（3）中的混合装置为搅拌装置、超声装置或低压均质机 与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明公开了一种使用高模水玻璃制备介孔二氧化硅药物载体的方法，得到的介孔二氧化硅粒径在100-200nm，孔径在2.2-4.5nm，表面积在500-1200m2/g；可经过血液循环进入毛细血管，还可透过内皮细胞间隙，进入病灶，被细胞以胞饮的方式吸收，实现靶向用药，提高了药物的生物利用率；粒径较小，拥有较高的比表面，可以包埋疏水性药物，提高其溶解性，减少常规用药中助溶剂的副作用；可透过机体屏障对药物作用的限制，如血脑屏障、血眼屏障及细胞生物膜屏障等，使药物到达病灶，提高药效； 并且本制备方法中偶联剂较稳定，不易分解或变性，生产出来的成品稳定性好，适合工业化大批量生产； 本方法以便宜的水玻璃为原料，通过两次干燥更利于介孔二氧化硅结构的控制与调节，且制备工艺简单，生产成本低。
附图说明
图1为本发明实施例数据对比图； 图2为本发明实施例一所得产品经SEM表征示意图； 图3为本发明实施例二所得产品经SEM表征示意图； 图4为本发明实施例三所得产品经SEM表征示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 实施例一： 1.用量筒取蒸馏水100ml加入到烧杯中，加热至60℃，再取40ml水玻璃搅拌下倒入热蒸馏水中，溶解完后，冷却至室温，测得水玻璃溶液pH为11.20；然后将混匀的溶液加入到离子交换柱中，溶液经阳离子交换树脂处理后用另一烧杯接收，得到酸性溶胶底物溶液，测得溶液pH值为2.75； 2.取酸性溶胶底物溶液50ml转移至三口反应瓶中，另取一烧杯，将正十八烷基三甲氧基硅烷与无水乙醇（按2g/25ml乙醇）预先混合溶液50ml，超声条件下，将预先混合液滴加入三口反应瓶中，继续超声10min后，将温度升至45℃； 3.保持反应温度，用滴管向反应液中逐滴滴加氨水，并及时跟踪溶液pH值，溶液pH值约为9.20时，停止氨水滴加，并将温度保持45℃，提升搅拌速度，继续反应4h； 4.反应结束后，将反应产物采用喷雾干燥器进行干燥处理，喷雾干燥进料流量10ml/min，干燥温度140℃，收集干燥产品（1） 5.将干燥产品（1）转入马弗炉中，在500℃下煅烧6h，收集产品 本案例所得产品经SEM表征如附图1所示，二氧化硅粒径在100-200nm，经XRD表征孔径为4.6nm，经氮气吸附测试表面积为580m2/g。 实施例二： 1.用量筒取蒸馏水100ml加入到烧杯中，加热至70℃，再取50ml水玻璃搅拌下倒入热蒸馏水中，溶解完后，冷却至室温，测得水玻璃溶液pH为11.40；然后将混匀的溶液加入到离子交换柱中，溶液经阳离子交换树脂处理后用另一烧杯接收，得到酸性溶胶底物溶液，测得溶液pH值为2.70； 2.取酸性溶胶底物溶液50ml转移至三口反应瓶中，另取一烧杯，将正十八烷基三甲氧基硅烷与无水乙醇（按5g/25ml乙醇）预先混合溶液50ml，超声条件下，将预先混合液滴加入三口反应瓶中，继续超声10min后，将温度升至45℃； 3.保持反应温度，用滴管向反应液中逐滴滴加碳酸氢钠溶液，并及时跟踪溶液pH值，溶液pH值约为9.40时，停止氨水滴加，将温度升至50℃，提升搅拌速度，并将反应体系置于超声下，边超声边搅拌反应4h； 4.反应结束后，将反应产物采用喷雾干燥器进行干燥处理，喷雾干燥进料流量14ml/min，干燥温度140℃，收集干燥产品（2） 5.将干燥产品（2）转入马弗炉中，在550℃下煅烧6h，收集产品 本案例所得产品经SEM表征如附图2所示，二氧化硅粒径在100-200nm，经XRD表征孔径为2.8nm，经氮气吸附测试表面积为825m2/g。 实施例三： 1.用量筒取蒸馏水100ml加入到烧杯中，加热至65℃，再取45ml水玻璃搅拌下倒入热蒸馏水中，溶解完后，冷却至室温，测得水玻璃溶液pH为11.30；然后将混匀的溶液加入到离子交换柱中，溶液经阳离子交换树脂处理后用另一烧杯接收，得到酸性溶胶底物溶液，测得溶液pH值为2.60； 2.取酸性溶胶底物溶液50ml转移至三口反应瓶中，另取一烧杯，将正十八烷基三甲氧基硅烷与无水乙醇（按4g/25ml乙醇）预先混合溶液50ml，超声条件下，将预先混合液滴加入三口反应瓶中，继续超声10min后，将温度升至45℃； 3.保持反应温度，用滴管向反应液中逐滴滴加三乙醇胺溶液，并及时跟踪溶液pH值，溶液pH值约为9.80时，停止滴加，将反应液采用均质机在100bar下循环2h，溶液温度保持在35-40℃； 4.反应结束后，将反应产物采用喷雾干燥器进行干燥处理，喷雾干燥进料流量18ml/min，干燥温度140℃，收集干燥产品（3） 5.将干燥产品（3）转入马弗炉中，在600℃下煅烧6h，收集产品 本案例所得产品经SEM表征如附图3所示，二氧化硅粒径在100-200nm，经XRD表征孔径为2.2nm，经氮气吸附测试表面积为1160m2/g。 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种水玻璃制备介孔二氧化硅药物载体的方法，其特征在于，包括以下步骤： （1）溶胶底物的制备，取一定量水玻璃，用去离子水稀释，加热、搅拌均匀后，降至室温；然后将混匀的水玻璃溶液经阳离子交换树脂处理，使溶液中的金属阳离子充分与H+进行离子交换，得到酸性溶胶底物溶液，溶液pH值在5-5； （2）将偶联剂加入到适量的无水乙醇中，搅拌均匀后，超声条件下，滴加入溶胶底物溶液中，并逐渐升温至30℃以上； （3）用碱配制成一定浓度的稀碱溶液，搅拌下，滴加到上述混合液中，使体系pH在05-105，通过混合装置充分混合，并继续反应2-10h； （4）反应结束后，将反应产物采用喷雾干燥器进行干燥处理； （5）将收集的产物在480-600℃下煅烧4-8h，收集产品，（6）产品经TEM、氮气吸附测试、XRD表征。
2.根据权利要求1所述的水玻璃制备介孔二氧化硅药物载体的方法，其特征在于：所述步骤（1）中水玻璃溶液pH在05-150。
3.根据权利要求1所述的水玻璃制备介孔二氧化硅药物载体的方法，其特征在于：所述步骤（2）中偶联剂包含十八烷基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯、γ―氨丙基三乙氧基硅烷、十六烷基三甲基溴化铵中的一种。
4.根据权利要求1所述的水玻璃制备介孔二氧化硅药物载体的方法，其特征在于：所述步骤（3）中搅拌过程中温度保持在35-70℃。
5.根据权利要求1所述的水玻璃制备介孔二氧化硅药物载体的方法，其特征在于：所述步骤（3）中碱包含氨水、三乙醇胺、碳酸氢钠中的一种或两种。
6.根据权利要求1所述的水玻璃制备介孔二氧化硅药物载体的方法，其特征在于：所述步骤（4）中喷雾干燥器的进料流量3-20ml/min，干燥温度120-180℃。
7.根据权利要求1所述的水玻璃制备介孔二氧化硅药物载体的方法，其特征在于：所述步骤（3）中的混合装置为搅拌装置、超声装置或低压均质机。
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