中国组织工程研究 第16卷 第38期 2012–09–16出版
Chinese Journal of Tissue Engineering Research September 16, 2012 Vol.16, No.38
doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2012.38.026 [https://www.doczj.com/doc/835338057.html,/crter-2012-qikanquanwen.html] 邱满堂，蔡晓冰. 介孔二氧化硅纳米颗粒的生物相容性[J].中国组织工程研究，2012，16(38): 7156-7160.
P .O. Box 1200, Shenyang 110004 https://www.doczj.com/doc/835338057.html,
7156
1
南京医科大学第一临床医学院，江苏省南京市 210029；2同济大学附属上海第十人民医院骨科，上海市 200072
邱满堂★，男，1988年生，江苏省徐州市人，汉族，南京医科大学在读硕士，主要从事肺癌的基础和临床研究。 Q.MT1988@ https://www.doczj.com/doc/835338057.html,
通讯作者：蔡晓冰，博士，同济大学附属上海第十人民医院骨科，上海市 200072 caixbjn@ https://www.doczj.com/doc/835338057.html,
中图分类号:R318 文献标识码:A
文章编号: 2095-4344 (2012)38-07156-05
收稿日期：2012-01-17 修回日期：2012-02-24 (20111224008/GW ?T)
介孔二氧化硅纳米颗粒的生物相容性*★
邱满堂1, 2，蔡晓冰2
文章亮点：综述国内外对介孔二氧化硅纳米颗粒生物相容性的研究进展，结果显示介孔二氧化硅纳米颗粒在体外和
体内均显示出较好的生物相容性，但其安全性仍需进一步研究。 关键词：介孔二氧化硅；纳米颗粒；生物相容性；细胞毒性；动物毒性
摘要
背景：介孔二氧化硅纳米颗粒具有很多优异的物理性质，在生物医学领域应用广泛，但目前对其生物相容性研究不足。 目的：综述国内外对介孔二氧化硅纳米颗粒生物相容性的研究进展。
方法：检索PubMed 、EMBASE 、万方、CNKI 、维普、中国生物医学数据库有关介孔二氧化硅纳米颗粒细胞毒性和动物毒性的相关文献。
结果与结论：介孔二氧化硅纳米颗粒可通过内吞作用被细胞摄取，其可能通过在细胞内产生活性氧化物导致细胞毒性；介孔二氧化硅纳米颗粒致细胞毒作用与介孔二氧化硅纳米颗粒浓度、颗粒尺寸、表面活性剂去除方式、细胞种类有关。介孔二氧化硅纳米颗粒在动物体内主要富集在肝脏和脾脏，尿液和粪便是其主要排泄途径；介孔二氧化硅纳米颗粒在体内局部生物相容性良好，而大剂量介孔二氧化硅纳米颗粒经腹腔注射或静脉注射可导致严重全身反应。介孔二氧化硅纳米颗粒在体外和体内均显示出较好的生物相容性，但其安全性仍需进一步研究。
Biocompatibility of mesoporous silica nanoparticles
Qiu Man-tang 1, 2, Cai Xiao-bing 2
Abstract
BACKGROUND: Due to the superior physical properties of mesoporous silica nanoparticles (MSNs), MSNs can be applied widely in biomedicine, but insufficient information about its biocompatibility is unknown. OBJECTIVE: To review the research progress in MSNs biocompatibility.
METHODS: Electronic databases of PubMed, EMBASE, Wanfang, CNKI, Weipu and Chinese Biomedical Medicine were searched, and papers concerning the cytotoxicity or toxicity of MSNs in vivo were included.
RESULTS AND CONCLUSION: MSNs could be internalized by cells through endocytosis, and the root cause for the cytotoxicity may be induced by the production of reactive oxygen species. The cytotoxicity of MSNs was associated with the concentration of MSNs, particles size, residual surfactant removal methods and cell types. In vivo , MSNs was easily trapped in liver and spleen and mainly excreted through urine and stool. MSNs showed good biocompatibility in local site in vivo , but large dose intra-peritoneal or intra-venous injection can result in serious systematic response. MSNs exhibit tolerable toxicity and good biocompatibility in vitro and in vivo , but its security needs further study.
Qiu MT, Cai XB. Biocompatibility of mesoporous silica nanoparticles. Zhongguo Zuzhi Gongcheng Yanjiu. 2012;16(38): 7156-7160
0 引言
1992年，Kresge 等[1-2]首次制备出新型
纳米二氧化硅材料—MCM-41，这种新型材料随即被医学界广泛关注与研究。介孔二氧化硅纳米颗粒是利用有机分子作为模板剂与无
机硅源进行界面反应，形成由二氧化硅包被的有序组装体，然后通过煅烧或溶剂萃取去除模板剂，保留无机二氧化硅骨架，从而形成具有
规则介孔结构的纳米颗粒[2-6]。介孔二氧化硅纳米颗粒具有很大的比表面积(>900 m 2/g)和比孔容(>0.9 cm 3/g)、可调节的介孔孔径，这些优异性质使其在药物传输[7-8]、靶向给药系
邱满堂，等. 介孔二氧化硅纳米颗粒的生物相容性 ISSN 2095-4344 CN 21-1581/R CODEN: ZLKHAH
7157
www.CRTER
.org
1
First Clinical College
of Nanjing Medical University, Nanjing 210029, Jiangsu Province, China; 2
Department of Orthopedics, Shanghai Tenth People’s Hospital Affiliated to Tongji University, Shanghai 200072, China
Qiu Man-tang ★,
Studying for master’s degree, First Clinical College of Nanjing Medical University, Nanjing 210029, Jiangsu Province, China; Department of Orthopedics, Shanghai Tenth People’s Hospital Affiliated to Tongji University, Shanghai 200072, China Q.MT1988@ https://www.doczj.com/doc/835338057.html,
Corresponding
author: Cai Xiao-bing Doctor, Department of Orthopedics, Shanghai Tenth People’s Hospital Affiliated to Tongji University, Shanghai 200072, China caixbjn@https://www.doczj.com/doc/835338057.html,
Supported by: the National Natural
Science Foundation of China, No. 81171737*
Received: 2012-01-17 Accepted: 2012-02-24
统[9-10]、基因转染[11-12]、组织工程[13-14]、细胞示踪等方面具有广阔的应用前景[15-16]。
目前已有学者从不同层面研究了介孔二氧化硅纳米颗粒的毒性与生物相容性，但文献数量有限，且尚未对介孔二氧化硅纳米颗粒的生物相容性得出全面认识，本文就介孔二氧化硅纳米颗粒生物相容性的研究进展做一综述。
1 资料和方法
1.1 资料来源 由第一作者检索PubMed 、EMBASE 、万方、CNKI 、维普、中国生物医学文献数据库2001-01/2011-12文献。英文关键词为“mesoporous silica nanoparticles 、mesoporous silica 、biocompatibility 、toxicity ”，中文关键词为“纳米介孔二氧化硅、介孔二氧化硅、生物相容性、毒性”。 1.2 纳入与排除标准
纳入标准：纳入研究介孔二氧化硅纳米颗粒
生物相容性的细胞学试验和动物试验及综述。
排除标准：排除与介孔二氧化硅纳米颗粒
生物相容性差、内容陈旧的文献。 1.3 数据提取 使用上述关键词检索数据库，共计检索结果181条。排除与研究目的相关性差及内容陈旧、重复的文献146篇，纳入35篇符合标准的英文文献进行综述。
2 结果
2.1 介孔二氧化硅纳米颗粒的细胞毒性 2.1.1 介孔二氧化硅纳米颗粒出入细胞的途径 介孔二氧化硅纳米颗粒主要通过内吞作用被细胞摄取，而且这种内吞作用受到介孔二氧化硅纳米颗粒表面修饰基团、颗粒表面带电荷情况、表面活性剂去除方式及介孔二氧化硅纳米颗粒尺寸等因素的影响。
介孔二氧化硅纳米颗粒与磷脂具有高度亲和性，因而其可以被吸附在细胞表面并通过内吞作用被多种细胞摄取。目前尚未发现介孔二氧化硅纳米颗粒的特异性受体，Witasp 等[17]发现巨噬细胞内吞介孔二氧化硅纳米颗粒并不依赖于血清因素。Chung 等[15]
观察证实介孔二氧化硅纳米颗粒是通过网格蛋白介导的内吞作用进入细胞的；内吞作用可以被代谢抑制物和低温抑制，提示介孔二氧化硅纳米颗粒的内吞过程是能量依赖的[18-20]。表面未连接官能团的介孔二氧化硅纳米颗粒主要通过网格蛋白介导的内吞作用进入细胞，而介孔二氧化硅纳米颗粒表面连接的官能团可以影响介孔二氧化硅纳米颗粒进入细胞的途径，如表面连接有叶酸的介孔二氧化硅纳米颗粒可以通过叶酸受体进入细胞。表面修饰和所带电荷情况可以影响介孔二氧化硅纳米颗粒进入细胞的途径，而且这种影响可能具有细胞特异性。Chung 等[15]发现介孔二氧化硅纳米颗粒表面修饰带正电荷后，3T3-L1细胞内吞介孔二氧化硅纳米颗粒过程被抑制，而间充质干细胞未被抑制。He 等[21]观察到煅烧法去除表面活性剂的介孔二氧化硅纳米颗粒比萃取法去除表面活性剂的介孔二氧化硅纳米颗粒更难被摄取，而对于萃取法去除表面活性剂的介孔二氧化硅纳米颗粒，粒径越小越容易被细胞摄取。Huang 等[22]制备了粒径相似但长宽比分别为1，2，4的介孔二氧化硅纳米颗粒，发现长宽比越大的介孔二氧化硅纳米颗粒越容易被细胞摄取，这提示介孔二氧化硅纳米颗粒形状也影响细胞摄取。 2.1.2 介孔二氧化硅纳米颗粒的降解产物 目前已知二氧化硅可以降解为单体硅酸和多聚硅酸，多聚硅酸可以吸附和结合到酶及其底物上并引发一系列的细胞毒性反应[21]。介孔二氧化硅纳米颗粒可以在模拟体液和 PBS 中降解，大约在2 h 达到最大降解程度。He 等[21]使用介孔二氧化硅纳米颗粒的模拟体液浸出液孵育COS-7 和 MDA-MB-468细胞，未观察到细胞毒性作用，这间接证明了低浓度下介孔二氧化硅纳米颗粒降解产物为低聚硅酸。 2.1.3 介孔二氧化硅纳米颗粒致细胞毒作用的机制 Heikkil? 等[23]的实验显示，MCM-41和SBA-15颗粒在细胞内产生的活性氧化物对细胞损伤起着重要作用，尤其是超氧化物自由基(O 2? )，而细胞损伤的起始机制是超氧化物自由基的增多导致细胞内ATP 的耗竭。超氧化物自由基反应生成的H 2O 2可以与介孔二氧化硅纳米颗粒表面的SiO ?、
邱满堂，等. 介孔二氧化硅纳米颗粒的生物相容性
P .O. Box 1200, Shenyang 110004 https://www.doczj.com/doc/835338057.html,
7158
www.CRTER .org
SiO 2?、SiO 3?、Si +O 2? 基团反应生成羟基，而羟基能通过脂质过氧化作用破坏细胞膜。除了氧化损伤之外，Tao 等[24]观察到介孔二氧化硅纳米颗粒还可以抑制细胞呼吸作用。而Huang 等[22]的假说认为介孔二氧化硅纳米颗粒被细胞吞噬后通过细胞骨架的重塑、黏附因子表达、黏附行为和细胞迁移能力的改变等一些列过程，最终影响细胞增殖和凋亡。
二氧化硅颗粒在其合成过程中及接触水溶液后，颗粒表面会形成硅醇基[25]；
颗粒表面的硅醇基可以直接导致细胞膜破裂和细胞毒作用，而硅醇基的数量和分布都影响细胞毒性[26]；相应的，比表面积较大的介孔二氧化硅纳米颗粒表面硅醇基数量较多，其细胞毒性也应更大。Di Pasqua 等[27]的实验证实比表面积较大的MCM-41，比其比表面积较小的类似物对神经母细胞瘤的细胞毒性更大。Lee 等[26] 却发现同样粒径和浓度下，比表面积更大的介孔二氧化硅纳米颗粒与胶体二氧化硅相比，介孔二氧化硅纳米颗粒引发的炎症反应更小且不促进细胞凋亡。Lee 等[26]实验中细胞毒性与比表面积不一致的原因可能是评价时间和指标的不同，且Lee 比较的是介孔二氧化硅纳米颗粒和胶体二氧化硅而非不同种类的介孔二氧化硅纳米颗粒[26]。
上述两实验相悖的实验结果提示介孔二氧化硅纳米颗粒可能还存在着其他致细胞毒性机制。 2.1.4 影响介孔二氧化硅纳米颗粒细胞毒性的因素 目前多数文献报道介孔二氧化硅纳米颗粒对细胞毒性轻微；而且介孔二氧化硅纳米颗粒的细胞毒性与介孔二氧化硅纳米颗粒浓度、颗粒尺寸、表面活性剂去除方式、细胞种类有关[21]。Slowing [28]课题组报道在100 mg/L 每105个细胞的浓度下，细胞摄取介孔二氧化硅纳米颗粒后的活性和增殖能力不受影响；Witasp 等[17]发现巨噬细胞在摄取介孔二氧化硅纳米颗粒后吞噬凋亡细胞和抗体介导的吞噬功能不受影响。然而Heikkil?等[23]发现粒径在1-160 μm 的 MCM-41和SBA-15颗粒(0.2-14 g/L)可以显著破坏人结肠癌细胞Caco-2的细胞膜稳定性，降低细胞内ATP 水平，使与细胞凋亡信号通路相关的Caspase 3/7表达升高，产生活性氧化物-尤其是在超过1 g/L 的阈值时超氧化物自由基水平明显升高。应注意Heikkil?等[23]实验中介孔二氧化硅纳米颗粒的浓度和颗粒直径都相当大。不同种类细胞对介孔二氧化硅纳米颗粒的毒性反应也不相同，Hudson 等[29]发现
MCM(100-150 nm)、SBA(600-800 nm)、MCF (4 000-5 000 nm)3种介孔纳米微粒在0.1，0.3， 0.5 g/L 3种质量浓度下，对人间皮细胞、小鼠巨噬细胞、肌母细胞的毒性反应随浓度增加而增大，其中巨噬细胞毒性反应最小，间皮细胞毒性反应较大；同时Huang 等[30]发现介孔二氧化硅纳米颗粒具有短暂的促进成骨作用。
2.2 介孔二氧化硅纳米颗粒在动物体内的毒性
2.2.1 介孔二氧化硅纳米颗粒在动物体内的分布 纳米颗粒经静脉注射入动物体内后，大都被肝脏和脾脏中的网状内皮系统摄取，且排泄速率缓慢。Tang 课题组2009年研制出新型的中空介孔二氧化硅纳米颗粒[31]；Liu 等[32]通过荧光和超微结构定位显示中空介孔二氧化硅纳米颗粒可以被定植在肝脏和脾脏中的巨噬细胞识别并内吞，中空介孔二氧化硅纳米颗粒注射24 h 后肝脏和脾脏中硅元素的含量达到峰值，而其他组织如心脏、肺和肾脏中硅元素含量在注射24 h 后仍上升，但比例较肝脏和脾脏小；注射4周后肝脏和脾脏内硅元素含量分别占注射剂量7%和41%。He 等[33]也发现粒径45 nm 的介孔二氧化硅纳米颗粒在静脉注射后主要富集在肝脏、肾脏和膀胱。根据上述证据可以推断介孔二氧化硅纳米颗粒在体内主要分布在巨噬细胞较多的器官，如肝脏和脾脏。
介孔二氧化硅纳米颗粒在体内的分布受到其表面修饰官能团和介孔二氧化硅纳米颗粒形状的影响。Lu 等[34]发现连接有异硫氰酸荧光素的介孔二氧化硅纳米颗粒在肾脏和肺中的浓度远高于肝脏和脾脏。上述结果与Liu 等[32]的实验不同，原因可能是Lu 等[34]使用的异硫氰酸荧光素连接在介孔二氧化硅纳米颗粒表面，而Liu 等[32]使用的中空介孔二氧化硅纳米颗粒是将异硫氰酸荧光素连接在中空介孔二氧化硅纳米颗粒的内核，同时Liu 实验中的中空介孔二氧化硅纳米颗粒是区别于常规介孔二氧化硅纳米颗粒具有核-壳结构的新型纳米二氧化硅材料。2011年，Huang 等[35]制备了长宽比分别为1.5和5的棒状介孔二氧化硅纳米颗粒，并发现介孔二氧化硅纳米颗粒形状影响其在体内的分布：静脉注射介孔二氧化硅纳米颗粒大多分布在肝脏、脾脏和肺脏(>80%)，短棒状介孔二氧化硅纳米颗粒易于分布在肝脏，长棒状介孔二氧化硅纳米颗粒易于分布在脾脏。
Lu 等[34]发现经叶酸修饰后的有异硫氰酸荧光素的介孔二氧化硅纳米颗粒和未经叶酸修饰的有异硫氰酸荧光素的介孔二氧化硅纳米颗粒在肿瘤组织处都可以实现高浓度的蓄积。肿瘤组织的新生血管通透
性大而且淋巴系统引流功能不完善，粒径为100- 130 nm 的有异硫氰酸荧光素的介孔二氧化硅纳米颗
邱满堂，等. 介孔二氧化硅纳米颗粒的生物相容性 ISSN 2095-4344 CN 21-1581/R CODEN: ZLKHAH
7159
www.CRTER
.org
粒可以从肿瘤组织血管渗透进入肿瘤并潴留；同时，肿瘤组织叶酸受体表达水平上调，经叶酸修饰的有异硫氰酸荧光素的介孔二氧化硅纳米颗粒可以通过叶酸受体介导的特异性结合反应实现在肿瘤组织的蓄积[34]。基于上述发现，通过控制合成介孔二氧化硅纳米颗粒的粒径，以及对其进行表面修饰可以实现介孔二氧化硅纳米颗粒在肿瘤组织中的靶向蓄积。 2.2.2 介孔二氧化硅纳米颗粒的排泄途径 目前的动物实验结果显示介孔二氧化硅纳米颗粒在体内主要有两条排泄途径，一是经肾脏滤过由尿液排出，二是由肝脏分泌入胆汁经粪便排出，而经尿液排出是介孔二氧化硅纳米颗粒的主要排泄途径[33]。Lu 等[34]将 1 mg(50 mg/kg)有异硫氰酸荧光素的介孔二氧化硅纳米颗粒静脉注射入裸鼠体内，24 h 内有26.3%硅元素通过尿液排出，此后每天经尿液排出的硅元素逐渐递减；第4天通过尿液与粪便排出的硅元素达到注射剂量的94.4%，其中通过尿液排出的占73.3%。有研究发现，通过修饰介孔二氧化硅纳米颗粒的表面电荷来改变其在体内的驻留时间，其机制可能是表面带电荷的介孔二氧化硅纳米颗粒可以吸附血清蛋白，进而影响介孔二氧化硅纳米颗粒在体内的循环、分布和排泄途径。 2.2.3 介孔二氧化硅纳米颗粒的动物毒性 相较于细胞毒性，目前研究介孔二氧化硅纳米颗粒在动物体内生物相容性的实验较少。现有的动物试验结果提示介孔二氧化硅纳米颗粒在动物体内的毒性与其给药方式、剂量和表面修饰有关。Hudson 等[29]制备了MCM 、SBA-15和MCF 3种纳米微粒：①在大鼠皮下或者髂神经旁肌肉注射，二三个月后大体观察几乎无介孔二氧化硅纳米颗粒残留，周围组织未见严重损伤。②小鼠腹腔内注射介孔二氧化硅纳米颗粒 (1.2 g/kg)，24 h 内小鼠均死亡或者极度痛苦需处死，组织学检查仅见炎症反应但未发现腹腔内坏死证据。③而MCM-41ref 6 mg(240 mg/kg)尾静脉注射 15 min 内小鼠死亡。有研究将介孔二氧化硅薄膜种植在大鼠眼结膜，8周后未发现周围组织受侵犯，也未见炎症反应和血管生成。这些实验结果提示：局部注射介孔二氧化硅纳米颗粒的生物相容性较好，而腹腔内注射和静脉注射等全身给药时，介孔二氧化硅纳米颗粒快速进入小鼠体内可导致严重的全身反应。Liu 等[32]比较了40，160，500，1 280 mg/kg 的中空介孔二氧化硅纳米颗粒单次静脉注射对小鼠的毒性，静脉注射1 280 mg/kg 后小鼠出现明显异常，且6/10只小鼠在 3 d 内死亡；且毒性呈剂量相关性。
Lu 等[34]还观察了有异硫氰酸荧光素的介孔二氧化硅纳米颗粒对裸鼠的亚急性和长期毒性，裸鼠尾静脉每周两次连续2个月注射1 mg (50 mg/kg) 有异硫氰酸荧光素的介孔二氧化硅纳米颗粒，未发现裸鼠有明显行为异常或者血液学指标明显变化。Liu 等[32]使用浓度为20，40，80 mg/kg 的中空介孔二氧化硅纳米颗粒重复静脉注射14 d ，在45 d 观察期间未见到小鼠有明显异常行为改变，病理学检查亦未发现异常。
上述结果显示介孔二氧化硅纳米颗粒在小鼠及大鼠体内的局部毒性较轻微，大剂量腹腔注射和静脉注射可引起小鼠严重的全身反应甚至死亡，而小剂量的静脉注射毒性反应较小。Hudson 等[29]在接受腹腔注射及静
脉注射小鼠的肺脏中发现肺小动脉及毛细血管内血栓和栓子，这提示静脉注射介孔二氧化硅纳米颗粒可能有导致栓塞的风险，但仍需要进一步的试验验证。
3 讨论
在体外，介孔二氧化硅纳米颗粒主要通过内吞作用进入细胞，其致细胞毒作用机制主要是产生活性氧化物；介孔二氧化硅纳米颗粒被内吞后不影响细胞的功能；在体内，介孔二氧化硅纳米颗粒主要聚集在动物的肝脏和脾脏中，其排泄途径主要是尿液和粪便；介孔二氧化硅纳米颗粒在局部的相容性较好，而大剂量腹腔注射和静脉注射会导致严重的全身反应。通过改变介孔二氧化硅纳米颗粒形状和表面修饰可以改变介孔二氧化硅纳米颗粒在体内和体外的生物学表现。目前的细胞学实验和动物实验显示介孔二氧化硅纳米颗粒具有良好的生物相容性，但介孔二氧化硅纳米颗粒对不同细胞的影响及介孔二氧化硅纳米颗粒
是否具有致栓塞作用还有待于实验进一步研究。
4 参考文献
[1]
Kresge CT,Leonowicz ME,Roth WJ,et al. Ordered
Mesoporous Molecular Sieves Synthesized by a
Liquid-crystal Template Mechanism.Nature.1992;359:710. [2]
Beck JS,Vartuli JC,Roth WJ,et al.A new family of molecular sieves prepared with liquid crystal template. J Am Chem Soc. 1992;114:10834.
[3]
Zhao D,Feng J,Huo Q,et al.Triblock copolymer syntheses of mesoporous silica with periodic 50 to 300 angstrom pores. Science.1998;279:548.
[4]
Sakamoto Y ,Kim TW,Ryoo R,et al. Three-dimensional structure of large-pore mesoporous cubic Ia3d silica with complementary pores and its carbon replica by electron crystallography Angew.Chem Int Ed. 2004;43:5231.
邱满堂，等. 介孔二氧化硅纳米颗粒的生物相容性
P .O. Box 1200, Shenyang 110004 https://www.doczj.com/doc/835338057.html,
7160
www.CRTER .org
[5] Wang SG,Wu CW,Chen K,et al.Fine-tuning mesochannel orientation of organically functionalized mesoporous silica nanoparticles. Chem Asian J. 2009;4:658.
[6] Huo Q,Margolese DI,Ciesla U,et al. Organization of organic molecules with inorganic molecular species into
nanocomposite biphase arrays.Chem Mater. 1994;6:1176.
[7] Lai CY ,Trewyn BG,Jeftinija DM,et al.A mesoporous silica nanosphere-based carrier system with chemically removable CdS nanoparticle caps for stimuli-responsive controlled release of neurotransmitters and drug molecules. J Am Chem Soc.2003;125(15):4451-4459.
[8] Lopez T,Basaldella EI,Ojeda ML,et al.Encapsulation of valproic acid and sodic phenytoin in ordered mesoporous SiO2 solids for the treatment of temporal lobe epilepsy. Opt Mater.2006;29(1):75-81.
[9] Pasqua L,Testa F,Aiello R,et al.Preparation of bifunctional hybrid mesoporous silica potentially useful for drug targeting. Micropor Mesopor Mat. 2007;103(1-3):166-173.
[10] Gu J,Fan W,Shimojima A,et https://www.doczj.com/doc/835338057.html,anic–inorganic
mesoporous nanocarriers, integrated with biogenic ligands. Small.2007;3(10):1740-1744.
[11] Radu DR,Lai CY ,Jeftinija K,et al.A polyamidoamine
dendrimer-capped mesoporous silica nanosphere-based gene transfection reagent.J Am Chem Soc.2004; 126(41): 13216-13217.
[12] Blumen SR,Cheng K,Ramos-Nino ME,et al.Unique uptake of
acid-prepared mesoporous spheres by lung epithelial and mesothelioma cells. Am J Respir Cell Mol.2007;36(3): 333-342. [13] Izquierdo-Barba I,Ruiz-Gonzalez L,Doadrio JC,et al.Tissue
regeneration: a new property of mesoporous materials. Solid State Sci.2005;7(8):983-989.
[14] Izquierdo-Barba I,Martinez A,Doadrio AL,et al.Release
evaluation of drugs from ordered three-dimensional silica structures.Eur J Pharm Sci. 2005;26(5):365-373.
[15] Chung TH,Wu SH,Yao M,et al.The effect of surface charge on
the uptake and biological function of mesoporous silica nanoparticles 3T3-L1 cells and human mesenchymal stem cells.Biomaterials.2007;28(19):2959-2966.
[16] Lin YS,Tsai CP ,Huang HY ,et al.Well-ordered mesoporous
silica nanoparticles as cell markers. Chem Mater.2005;17(18): 4570-4573.
[17] Witasp E,Kupferschmidt N,Bengtsson L,et al.Efficient
internalization of mesoporous silica particles of different sizes by primary human macrophages without impairment of macrophage clearance of apoptotic or antibody-opsonized target cells. Toxicol Appl Pharmacol. 2009;239:306-319. [18] Xing X,He X,Peng J, et al. Uptake of silica-coated
nanoparticles by HeLa cells. J Nanosci Nanotechnol. 2005;5: 1688-1693.
[19] Slowing I,Trewyn BG,Lin VSY . Effect of surface
functionalization of MCM-41 type mesoporous silica nanoparticles on the endocytosis by human cancer cells.J Amer Chem Soc. 2006;128:14792-14793.
[20] Huang DM,Hung Y ,Ko BS,et al.Highly efficient cellular
labeling of mesoporous nanoparticles in human mesenchymal stem cells: implication for stem cell tracking.FASEB J.: 2005; 19:2014-2016.
[21] He Q,Zhang Z,Gao Y ,et al.Intracellular Localization and
Cytotoxicity of Spherical Mesoporous Silica Nano- and Microparticles.Small.2009;5(23):2722-2729.
[22] Huang X,Teng X,Chen D,et al.The effect of the shape of
mesoporous silica nanoparticles on cellular uptake and cell function. Biomaterials. 2010;31:438-448.
[23] Heikkil? T ,Santos HA,Kumar N,et al. Cytotoxcity study of
ordered mesoporous silica MCM-41 and SBA-15 microparticles on Caco-2 cells. Eur J Pharm Biopharm. 2010;74:483-494. [24] Tao Z,Morrow MP ,Asefa T,et al.Mesoporous silica
nanoparticles inhibit cellular respiration. Nano Lett.2008;8: 1517-1526.
[25] Zhuravlev LT.The surface chemistry of amorphous silica.
Zhuravlev model. Colloid Surf A.2000;173(1-3):1-38. [26] Lee S,Yun HS,Kim SH.The comparative effects of mesoporous
silica nanoparticles and colloidal silica on inflammation and apoptosis. Biomaterials. 2011;32(35): 9434-9443. [27] Di Pasqua AJ,Sharma KK,Shi YL,et al.Cytotoxicity of
mesoporous silica nanomaterials. J Inorg Biochem.2008;102: 1416-1423.
[28] Slowing II,Vivero-escoto JL,Wu CW,et al. Mesoporous silica
nanoparticles as controlled release drug delivery and gene transfection carriers. Adv. Drug Delivery Rev.2008;60(11): 1278-1288.
[29] Hudson SP ,Padera RF,Langer R,et al.The biocompatibility of
mesoporous silicates. Biomaterials.2008;29:4045-4055. [30] Huang DM,Chung TH,Hung Y ,et al.Internalization of
mesoporous silica nanoparticles induces transient but not sufficient osteogenic signals in human mesenchymal stem cells.Toxicol Appl Pharmacol.2008; 231:208-215.
[31] Chen BD,Li L,Tang F,et al. Facile and Scalable Synthesis of
Tailored Silica “Nanorattle” Structures.Adv Mater.2009;21: 3804-3807.
[32] Liu T,Li L,Teng X,et al.Single and repeated dose toxicity of
mesoporous hollow silica nanoparticles in intravenously exposed mice. Biomaterial. 2011;32:1657-1668.
[33] He X,Nie H,Wang K,et al. In vivo study of biodistribution and
urinary excretion of surface-modified silica nanoparticles.Anal Chem. 2008;80:9597-9603.
[34] Lu J,Liong M,Li Z,et al.Biocompatibility,Biodistribution,and
Drug-Delivery Efficiency of Mesoporous Silica Nanoparticles for Cancer Therapy in Animals.Small.2010;6:1794-1805. [35] Huang X,Li L,Liu T,et al.The shape effect of Mesoporous silica
nanoparticles on biodistribution, clearance, and biocompatibility in vivo.ACS Nano. 2011;5:5390:5399.
来自本文课题的更多信息--
基金声明：国家自然科学基金资助(81171737)项
目，课题名称：载药功能化介孔微球与硫酸钙复合制备人工骨及缓释性能的研究。
作者声明：文章为原创作品，数据准确，内容不涉
及泄密，无一稿两投，无抄袭，无内容剽窃，无作者署名争议，无与他人课题以及专利技术的争执，内容真实，文责自负。
介孔二氧化硅纳米颗粒应用于可控药物释放 摘要通过对介孔二氧化硅纳米粒子(MSN)载药机理、药物控释机理（PH响应、光响应、温度响应、酶响应及竞争性结合响应）、靶向方法（配体靶向、磁靶向、量子点应用于靶向）的介绍，对MSN 在可控药物传输系统中的应用加以综述。 关键词介孔二氧化硅纳米粒子；药物传输；控制释放；靶向；量子点。 近年来，介孔材料由于其独特的优异性能成为了研究开发的热点，在催化、吸附分离、药物释放等领域的应用前景更使其备受关注。1992年，Kresge等，首次在Nature杂志上报道了一类以硅铝酸盐为基的新颖的介孔氧化硅材料，M41S，其中以命名为MCM-41的材料最引人注目其特点是孔道大小均匀、六方有序排列、孔径在1。5-10nm 范围可以连续调节，具有高的比表面积和较好的热稳定及水热稳定性，从而将分子筛的规则孔径从微孔范围拓展到介孔领域这对于在沸石分子筛中难以完成的大分子催化、吸附与分离等过程，无疑展示了广阔的应用前景。 可控药物传输系统可以实现药物在病灶部位的靶向释放，有利于提高药效，降低药物的毒副作用，在疾病治疗和医疗保健等方面具有诱人的应用潜力和广阔的应用前景，已成为药剂学、生命科学、医学、材料学等众多学科研究的热点[1-6]。许多药物都具有较高的细胞毒性，在杀死病毒细胞的同时，也会严重损伤人体正常细胞。因此，理想的可控药物传输系统不仅应具有良好的生物相容性，较高的载药率和包
封率，良好的细胞或组织特异性——即靶向性；还应具有在达到目标病灶部位之前不释放药物分子，到达病灶部位后才以适当的速度释放出药物分子的特性。 介孔SiO2纳米粒子(mesoporous silica nanoparticles，MSN)具有在2～50 nm范围内可连续调节的均一介孔孔径、规则的孔道、稳定的骨架结构、易于修饰的内外表面和无生理毒性等特点，非常适合用作药物分子的载体。同时，MSN 具有巨大的比表面积(＞900 m2/g)和比孔容(＞0。9 cm3/g)，可以在孔道内负载各种药物，并可对药物起到缓释作用，提高药效的持久性。因此，近年来MSN 在可控药物传输系统方面的应用日益得到重视，本文通过对MSN 载药机理[7]、药物控释机理[8]和靶向方法[9-14]的介绍，对MSN 在可控药物传输系统中的应用[15-17]加以综述。 1、介孔二氧化硅纳米颗粒 1992年，Kresge等首次合成出MCM-41型介孔分子筛，这种具有规则孔道结构的介孔纳米微球立即吸引了广泛的关注，并得到了快速的发展。MSN是利用有机分子(表面活性剂或两亲性嵌段聚合物)作为模板剂，与无机硅源进行界面反应，形成由二氧化硅包裹的规则有序的组装体，通过煅烧或溶剂萃取法除去模板剂后，保留下二氧化硅无机骨架，从而形成的多孔纳米结构材料。通过选择不同的模板剂和采用不同的合成方法可得到不同结构特征的介孔材料。 1。1 MSN的生物相容性
1前言 1.1纳米二氧化硅的发展现状及前景 纳米材料是指微粒粒径达到纳米级(1～100nm)的超细材料。当粒子的粒径为纳米级时，其本身具有量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等，因而展现出许多特有的性质，应用前景广阔。纳米SiO 是极具工业应用前景的纳米材料，它的应用领域十分广泛，几乎 2 粉体的行业。我国对纳米材料的研究起步比较迟，直到“八五计涉及到所有应用SiO 2 划”将“纳米材料”列人重大基础项目之后，这方面的研究才迅速开展起来，并取得了令人瞩目的成果。1996年底由中国科学院固体物理研究所与舟山普陀升兴公司合作，成 [1]，从而使我国成为继美、英、日、德功开发出纳米材料家庭的重要一员——纳米SiO 2 国之后，国际上第五个能批量生产此产品的国家。纳米SiO 的批量生产为其研究开发提 2 供了坚实的基础。 目前，我国的科技工作者正积极投身于这种新材料的开发与应用，上海氯碱化工与华东理工大学[2]建立了连续化的1000t／a规模中试研究装置，开发了辅助燃烧反应器等核心设备，制备了性能优良的纳米二氧化硅产品，其理化性能和在硅橡胶制品中的应用性能，已经达到和超过国外同类产品指标。专家鉴定认为，纳米二氧化硅氢氧焰燃烧合成技术、燃烧反应器和絮凝器等关键设备及应用技术具有创新性，该成果总体上达到国际先进水平，其中在预混合辅助燃烧新型反应器和流化床脱酸两项核心技术方面达到了国际领先水平，对于突破国际技术封锁具有重大价值。但总地来讲，我国纳米SiO 的生 2 产与应用还落后于发达国家,该领域的研究工作还有待突破。 1.2 纳米二氧化硅的性质[3]~[5] 纳米二氧化硅是纳米材料中的重要一员，为无定型白色粉末，是一种无毒、无味、无污染的非金属材料。微结构呈絮状和网状的准颗粒结构，为球形。这种特殊结构使它具有独特的性质： 纳米二氧化硅对波长490 nm以内的紫外线反射率高达70%～80%，将其添加在高分子材料中，可以达到抗紫外线老化和热老化的目的。 纳米二氧化硅的小尺寸效应和宏观量子隧道效应使其产生淤渗作用，可深入到高分子链的不饱和键附近，并和不饱和键的电子云发生作用，改善高分子材料的热、光稳定性和化学稳定性，从而提高产品的抗老化性和耐化学性。 纳米二氧化硅在高温下仍具有强度、韧度和稳定性高的特点，将其分散在材料中，
价格是影响顾客购买的重要因素，也是营销活动中最难以确定的因素，定价要求企业既要考虑企业的成产成本，又要考虑顾客对价格的接受程度，而纳米二氧化硅颗粒价格也在随着行情不断变化，具体价格行情可以直接点击官网恒力特新材料进行在线咨询。下面为您介绍下它的相关知识，希望能给您带来帮助。 纳米二氧化硅是无机粉体中的“半边天”，她的微颗粒表面带负电，不但亲水，而且亲和各种粉体，阴阳平衡，流动如水，具有高分散性，是典型的“干粉改性剂” 纳米二氧化硅表面负电性化学活性高，是粉体材料中少有的酸性氧化物。她与碱结合，可在水中速凝固，她在世界瞩目的墨西哥湾漏油事故中，解决了世界性堵漏难题。因此首先出生中国的纳米二氧化硅便成了世界油田的“女神”，因为特轻质，中国石油业又给她取了绰号——“减轻剂”。
纳米二氧化硅在高性能混凝土中添加水泥用量的1～6%，可使抗压强度提高1倍，并可改善混凝土工作性——可塑性、泵送性、保水性、防泌水性、抗渗性、抗冻性等。适量加入水泥中改性使用，她与游离钙结合即生成硅酸钙凝胶，填充水泥石结构缝隙，使短命的水泥混凝土成为耐久的人造石。 纳米二氧化硅复合少量钛白粉、氧化锌等可成为高分散轻质活性补强粉体，加入橡胶中可生产优质飞机、汽车轮胎。配制功能性纳米复合材料，可广泛应用于新型建材、橡塑制品、油漆涂料、玻璃钢、工程陶瓷、纺织人革、胶粘剂、炼钢脱氢剂、水晶制品…… 恒力特新材料是集科技研发、生产、销售为一体的高新技术企业，是国内和华东地区橡胶助剂骨干企业，恒力特牌橡胶防老剂 8PPD-35、BLE、BLE-W、BLE-C、SP、SP-C、AW、DFC-34等系
列，抗疲劳剂PL-600、橡胶耐磨剂SL-A、橡胶助剂EVR、抗热氧剂RW、阻燃剂、橡胶粘合剂HLT-301、HLT-501系列，橡胶促进剂DTDM、DBM系列，橡胶补强剂FH、FHT系列，都得到了轮胎、胶带、胶管及橡胶制品企业的认可。 公司坐落在安徽阜阳颍州经济开发区，生产工艺先进，检测仪器齐全，产品性能稳定，本着“和谐、诚信、奋进”的企业精神，遵循以“过硬的产品、更好的服务”为宗旨，以更好的性价比为橡胶制品行业提供更多、更优的选择。如果您想进一步了解，可以直接点击官网恒力特新材料进行在线咨询。
Journal of Comparative Chemistry 比较化学, 2018, 2(2), 39-46 Published Online June 2018 in Hans. https://www.doczj.com/doc/835338057.html,/journal/cc https://https://www.doczj.com/doc/835338057.html,/10.12677/cc.2018.22007 Study on the Construction of Nanocarriers Based on Mesoporous Silica Yang Zhou1,2, Lijun Tao1,2, Yinjia Wan1,2, Yuan Zhou1,2 1Wuhan Institute of Technology, Wuhan Hubei 2Green Chemical Process Key Laboratory of Ministry of Education, Wuhan Hubei Received: Apr. 21st, 2018; accepted: May 14th, 2018; published: May 21st, 2018 Abstract Human beings are working hard to conquer the cure of cancer and strive to explore the methods and techniques of treating cancer. The preparation of magnetic mesoporous silica nano-drug car-rier provides a new research direction for cancer treatment. Fe3O4 nanoparticles were prepared by solvothermal method. SiO2 was coated on the surface of Fe3O4 with CTAB as template. Then the template was stirred in the ethanol solution of NaCl to form mesopores outside Fe3O4. In the expe-riment, the magnetic mesoporous silica nanometer drug carrier with good morphology was pre-pared by controlling the time of the coating and changing the amount of TEOS. Finally, the opti-mum dosage of TEOS was about 150 μl when the time was 6 hours. Finally, Fe3O4@mSiO2 was mod-ified by surface thiolation, so that the surface thiylated Fe3O4@mSiO2can not only through the mesoporous drug loading, but also through the chemical bond drug to improve the carrier drug loading rate. The successful preparation of magnetic mesoporous silica nano-drug carrier brings new research direction for targeted therapy of cancer treatment. Keywords Drug Delivery, Magnetic Mesoporous Materials, Cancer Therapy 磁性介孔二氧化硅纳米药物载体的制备及其 研究 周洋1,2，陶丽君1,2，万尹佳1,2，周原1,2 1武汉工程大学，湖北武汉 2绿色化工教育部重点实验室，湖北武汉 收稿日期：2018年4月21日；录用日期：2018年5月14日；发布日期：2018年5月21日
二氧化硅纳米颗粒制备表征及其应用的研究 周韬 摘要：本实验采用沉淀法和溶胶凝胶法制备了二氧化硅纳米晶体，并对得到的产物进行了红外光谱和粒径分析。 关键词：溶胶凝胶，红外光谱，粒径分析 引言 近几年来用单分散二氧化硅球形颗粒为原料自组装制备光子晶体受到了人们的广泛关注，光子晶体广泛的应用前景，促使人们制备出优良的单分散二氧化硅球形颗粒[1]。 光子晶体是介质的周期排列而构成的一种人工微结构材料, 由于电磁波在其中的传播可以用类似于电子在半导体中传播的能带理论来描述, 故而得光子晶体之名, 以此表明光子之晶体与电子之晶体(半导体)的区别与联系。光子晶体被认为是控制光子(电磁波)传播的行之有效的工具, 光子晶体的典型特点是具有光子带隙。当物质的自发辐射频率处在光子带隙内时, 它可以用于抑制光子晶体内的物质的自发辐射。同时, 当在光子晶体内引入缺陷时,如果物质的自发辐射频率和缺陷模的频率一致, 又可用于增强物质的自发辐射, 而且这种自发辐射有类似于受激辐射的特性。光子晶体可以用于制备超高品质因子的微腔, 用于研究腔量子电动力学效应,是量子通讯和量子信息处理的有力工具[2]。 本实验采用溶胶凝胶的方法尝试制备二氧化硅纳米颗粒。 1、实验部分 1.1原理 二氧化硅的制备方法也有很多种，依据反应是否在溶液中发生，分为干法和湿法。干法主要有气相法和电弧法，湿法主要有溶胶-凝胶法，沉淀法，水热法及微乳液法等。其中，溶胶凝胶法（以下简称Sol-Gel法）利用活性较高的前驱体作为原料，在含水的溶液中水解，生成溶胶，然后溶胶颗粒间进一步发生相互作用，与溶剂共同生成凝胶，干燥后、煅烧获得前驱体相应的氧化物。 二氧化硅的制备主要分为如下两步： 第一步水解 ?Si?OR+H2O →?Si?OH+ROH
一种合成二氧化硅纳米粒子的新方法 摘要 在溶胶-凝胶过程通过使用超声法，已第一次使用顺序的方法制备单分散的和大小均匀的二氧化硅纳米颗粒。在乙醇介质中，通过水解正硅酸四乙酯（TEOS），得到二氧化硅颗粒，并对不同试剂对粒径的影响进行了详细的研究。各种在 20-460nm范围内的不同大小的颗粒的合成。实验用到试剂：氨水（2.8-28molL-1），乙醇（1-8molL-1），水（3-14molL-1），和TEOS（0.012-0.12molL-1），而粒子的尺寸在扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM)下观察。除了上述的观察，温度对粒径的影响也进行了研究。在本研究中所获得的结果是与利用紫外-可见分光光度法测定的所观察到二氧化硅粒子的电子吸收行为的结果一致。 1、介绍 二氧化硅纳米粒子因为他们容易制备和其在各种工业中的广泛应用，如催化剂，颜料，制药，电子和薄膜基板，电子和热绝缘体，和湿度传感器[1]，在科研中占据了突出的位置。这些产品中的一些产品的质量高度依赖于这些粒子的粒径和粒径分布。 Stober 等人[2]在1968年,报道了一项先进的合成球形和单分散二氧化硅纳米粒子的方法，即从从硅醇盐的的乙醇水溶液，在以氨水作为催化剂的存在下,制备从50nm至1μm的不同尺寸范围的具有窄粒度分布的二氧化硅纳米粒子。颗粒的大小取决于硅醇盐和醇的类型。在甲醇溶液中制备的颗粒是最小的，而颗粒尺寸是随着醇的链长增加而增大的。当长链醇被用作溶剂，颗粒尺寸分布也变宽。在此之后，在这一领域[3-11]也进行了大量的研究。在本研究中，主要涉及两种类型的反应：（ⅰ）通过水解形成硅羟基和（ii）硅氧烷桥所形成的缩聚反应： 水解作用：Si–(OR) 4 + H 2 O →Si–(OH) 4 + 4R–OH， 缩合：2Si–(OH) 4→2(Si–O–Si) + 4H 2 O。 缩合速率取决于反应条件，这可能会导致形成一个三维网状的结构，或形成单一的单分散颗粒[12]。对于较大的颗粒的制备，由Bogush等人已经描述了一个种子的生长技术。在该技术中的种子悬浮液利用Stober反应沉淀制得。当反应完成后，TEOS和水以1:2的摩尔比加入到该种子悬浮液中。这种技术的缺点是，如果的TEOS的量超过某一临界值时，会出现第二颗粒群。使用这种技术，可以制备更多的单分散粒子，并且使它们在溶胶中的质量分数增加，但用这种方法，不可能增加超过1微米大小的单分散粒子。电解质对二氧化硅纳米颗粒的大小的影响由Bogush和Zukoski[5]进行了说明，并且在他们的研究中，他们报告说，当电解质（NaCl）的浓度由0增加至10-4M时，颗粒尺寸从340增加至710nm。 黄和同事已经报道，超声处理在反应的过程中，可以显著地增加碳化二亚胺介导的酰胺化作用[13]的产率。鉴于此，在本研究中，我们已经确定了各试剂对粒径的影响，除了温度对超声波处理的影响。据我们所知,这是第一次报道在溶胶-凝胶过程中利用顺序添加方法制备二氧化硅粒子。 2、材料和方法 2、1试剂 正硅酸乙酯（TEOS）（99.99％，Aldrich公司），乙醇（99.99％，Aldrich 公司），和氢氧化铵（28％，Wako），使用时无需任何进一步纯化。整个实验过程中使用的Milli-Q水（18.2 ）。 2、2表征
在我们的认知里，厂家进行直接销售是有利于顾客进行购买的，首先没有了繁琐的分销渠道费用，也少了中间商赚取差价的机会，所以其性价比高的价格优势得以体现，也让很多顾客一直在寻找厂家价格。下面由纳米二氧化硅厂家恒力特新材料为您介绍下它的相关知识，能够帮助您在购买此产品时有全面的认知。 纳米二氧化硅在高性能混凝土中添加水泥用量的1～6%，可使抗压强度提高1倍，并可改善混凝土工作性——可塑性、泵送性、保水性、防泌水性、抗渗性、抗冻性等。适量加入水泥中改性使用，她与游离钙结合即生成硅酸钙凝胶，填充水泥石结构缝隙，使短命的水泥混凝土成为耐久的人造石。 纳米二氧化硅复合少量钛白粉、氧化锌等可成为高分散轻质活性
补强粉体，加入橡胶中可生产优质飞机、汽车轮胎。配制功能性纳米复合材料，可广泛应用于新型建材、橡塑制品、油漆涂料、玻璃钢、工程陶瓷、纺织人革、胶粘剂、炼钢脱氢剂、水晶制品…… 纳米二氧化硅的“海绵体”轻质特性，可作为活性载体，分散吸纳各种颜料、药物、化工材料等，生产各种功能材料制品，如隐形飞机涂料、防辐射抗紫外线材料、屏蔽电磁波、降解涂料中甲醇等有害物，抗菌、抗静电、导电、储能电池、医药制药赋形、化工催化促进、纺织保健……。 纳米二氧化硅是新材料革命的“女神”，也是“为民造福的基础原材料”，电子时代的战备物资、太阳能电池的储能材料。它的用途和潜在市场可改变一个国家，一个地区的经济结构！ 恒力特新材料是集科技研发、生产、销售为一体的高新技术企业，是国内和华东地区橡胶助剂骨干企业，恒力特牌橡胶防老剂 8PPD-35、BLE、BLE-W、BLE-C、SP、SP-C、AW、DFC-34等系
2010年第30卷 有 机 化 学 V ol. 30, 2010 * E-mail: hujh@fu d an.e d https://www.doczj.com/doc/835338057.html, Received August 28, 2009; revised October 7, 2009; accepted November 6, 2009. 国家自然科学基金(No. 50873029)、上海科技创新行动计划(No. 08431902300)、中国博士后科学基金(No. 20080440569)、上海市博士后科研资助计划(No. 09R21410900)资助项目. ·综述与进展· 介孔二氧化硅纳米粒子应用于可控药物传输系统的若干新进展 袁 丽 王蓓娣 唐倩倩 张晓鸿 张晓环 杨 东 胡建华* (复旦大学高分子科学系 聚合物分子工程教育部重点实验室 先进材料实验室 上海 200433) 摘要 通过对介孔二氧化硅纳米粒子(MSN)载药机理、药物控释机理和靶向方法的介绍, 对MSN 在可控药物传输系统中的应用加以综述. 关键词 介孔二氧化硅纳米粒子; 药物传输; 控制释放; 靶向 New Progress in the Applications of Mesoporous Silica Nanoparticles to Controlled Drug Delivery System Yuan, Li Wang, Beidi Tang, Qianqian Zhang, Xiaohong Zhang, Xiaohuan Yang, Dong Hu, Jianhua * (Key Laboratory of Molecular Engineering of Polymers of Ministry of Education & Laboratory of Advanced Materials , Department of Macromolecular Science , Fudan University , Shanghai 200433) Abstract Through the introduction of drug loading mechanism, drug controlled release mechanism, and targeting methods of mesoporous silica nanoparticles (MSN), the application of MSN to controlled drug de-livery system is reviewed. Keywords mesoporous silica nanoparticle; drug delivery; controlled release; targeting 可控药物传输系统可以实现药物在病灶部位的靶向释放, 有利于提高药效, 降低药物的毒副作用, 在疾病治疗和医疗保健等方面具有诱人的应用潜力和广阔的应用前景, 已成为药剂学、生命科学、医学、材料学等众多学科研究的热点[1 ～6] . 许多药物都具有较高的细 胞毒性, 在杀死病毒细胞的同时, 也会严重损伤人体正常细胞. 因此, 理想的可控药物传输系统不仅应具有良好的生物相容性, 较高的载药率和包封率, 良好的细胞或组织特异性——即靶向性; 还应具有在达到目标病灶部位之前不释放药物分子, 到达病灶部位后才以适当的速度释放出药物分子的特性[7]. 介孔SiO 2纳米粒子(mesoporous silica nanoparticles, MSN)具有在2～50 nm 范围内可连续调节的均一介孔孔 径、规则的孔道、稳定的骨架结构、易于修饰的内外表面和无生理毒性等特点[8 ～13] , 非常适合用作药物分子的 载体. 同时, MSN 具有巨大的比表面积(＞900 m 2/g)和比孔容(＞0.9 cm 3/g)[9], 可以在孔道内负载各种药物, 并可对药物起到缓释作用, 提高药效的持久性. 因此, 近年来MSN 在可控药物传输系统方面的应用日益得到重视[8 ～10] . 本文通过对MSN 载药机理、药物控释机理和 靶向方法的介绍, 对MSN 在可控药物传输系统中的应用加以综述. 1 介孔二氧化硅纳米粒子 1992年, Kresge 等首次合成出MCM-41型介孔分子
纳米二氧化硅 简介： 为相关工业领域的发展提供了新材料基础和技术保证。由于它在磁性、催化性、光吸收、热阻和熔点等方面与常规材料相比显示出特异功能，因而得到人们的极大重视。一、XZ-G01二氧化硅产品的主要技术指标，含量：99.99 % 水分≤0.01 二、XZ-G01二氧化硅用途1、涂料及饱和树脂的增稠剂和触变剂；2、平光剂：家具漆有向亚光方向发展的趋势，列沦清漆或色漆均可使用超细二氧化硅凝胶产品作为平光剂，另外卷材涂层、PVC、塑料壁纸、雨衣帐篷等平光剂亦可使用此类产品。3、聚乙烯、聚苯烯、无毒聚氯乙稀薄膜抗阻塞剂/开口剂。三．XZ-G01二氧化硅在高分子工业中的应用它广泛地应用于橡胶、塑料、电子、涂料、陶（搪）瓷、石膏、蓄电池、颜料、胶粘剂、化妆品、玻璃钢、化纤、有机玻璃、环保等诸多领域。 应用范围 由于纳米二氧化硅SP30具有小尺寸效应，表面界面效应、量子尺寸效应和宏观量子遂道效应和特殊光、电特性、高磁阻现象、非线性电阻现象以及在高温下仍具的高强、高韧、稳定性好等奇异性，纳米二氧化硅可广泛应用各个领域，具有广阔的应用前景和巨大的商业价值。纳米二氧化硅是应用较早的纳米材料之一，关于纳米SiO2在橡胶改性、工程塑料、陶瓷、生物医学、光学、建材、树脂基复合材料改性中的应用已有过许多报道，这里重点介绍纳米氧化硅SP30）在其他领域的应用进展。 4.1在涂料领域 纳米二氧化硅具有三维网状结构，拥有庞大的比表面积，表现出极大的活性，能在涂料干燥时形成网状结构，同时增加了涂料的强度和光洁度，而且提高了颜料的悬浮性，能保持涂料的颜色长期不退色。在建筑内外墙涂料中，若添加纳米氧化硅，可明显改善涂料的开罐效果，涂料不分层，具有触变性、防流挂、施式性能良好，尤其是抗沾污染性能大大提高，具有优良的自清洁能力和附着力。纳米SiO2还可与有机颜料配用，可获得光致变色涂料，M．P ．J ．Peeters 等用溶胶凝胶法合成了含纳米二氧化硅SP30的全透明的耐温涂料 H．Schmidt 等合成了很厚的含纳米SiO2的涂料，并耐高温，在500℃下没有出现裂缝，Fayna Mamme ri等合成了P MMA- SiO2纳米涂料。明显增强了涂料的弹性和强度。
纳米二氧化硅的用途 , 纳米二氧化硅是极其重要的高科技超微细无机新材料之一,由于其粒径很小，因此比表面积大，表面吸附力强，表面能大，化学纯度高、分散性能好、热阻、电阻等方面具有特异的性能，以其优越的稳定性、补强性、增稠性和触变性，在众多学科及领域内独具特性，有着不可取代的作用。纳米二氧化硅俗称“超微细白炭黑”，广泛用于各行业作为添加剂、催化剂载体，石油化工，脱色剂，消光剂，橡胶补强剂，塑料充填剂，油墨增稠剂，金属软性磨光剂，绝缘绝热填充剂，高级日用化妆品填料及喷涂材料、医药、环保等各种领域。并为相关工业领域的发展提供了新材料基础和技术保证。由于它在磁性、催化性、光吸收、热阻和熔点等方面与常规材料相比显示出特异功能，因而得到人们的极大重视。 (一)、电子封装材料 有机物电致发光器材(OELD)是目前新开发研制的一种新型平面显示器件，具有开启和驱动电压低，且可直流电压驱动，可与规模集成电路相匹配，易实现全彩色化，发光亮度高(>105cd/m2)等优点，但OELD器件使用寿命还不能满足应用要求，其中需要解决的技术难点之一就是器件的封装材料和封装技术。目前，国外(日、美、欧洲等)广泛采用有机硅改性环氧树脂，即通过两者之间的共混、共聚或接枝反应而达到既能降低环氧树脂内应力又能形成分子内增韧，提高耐高温性能，同时也提高有机硅的防水、防油、抗氧性能，但其需要的固化时间较长(几个小时到几天)，要加快固化反应，需要在较高温度(60?至100?以上)或增大固化剂的使用量，这不但增加成本，而且还难于满足大规模器件生产线对封装材料的要求(时间短、室温封装)。将经表面活性处理后的纳米二氧化硅充分分散在有机硅改性环氧树脂封装胶基质中，可以大幅度地缩短封装材料固化时间(为2.0-2.5h),且固化温
Hans Journal of Nanotechnology纳米技术, 2019, 9(3), 93-100 Published Online August 2019 in Hans. https://www.doczj.com/doc/835338057.html,/journal/nat https://https://www.doczj.com/doc/835338057.html,/10.12677/nat.2019.93011 Application of Functionalized Mesoporous Silica Nanomaterials Zhengdong Yan*, Xiaolei Liang, Huiling Tang, Qiang Xiao Key Laboratory of the Ministry of Education for Advanced Catalysis Materials, Institution of Advanced Fluorine-Containing Materials, Zhejiang Normal University, Jinhua Zhejiang Received: Jul. 28th, 2019; accepted: Aug. 9th, 2019; published: Aug. 16th, 2019 Abstract Mesoporous silica nanomaterials have a unique structure and are easy to be modified by surface functionalities. They can be combined with materials of different functions to form a new type of material with specific purposes and have a wide range of uses. In this review, we discuss several methods for synthesizing functionalized mesoporous silica and its special nanostructures. Com-bined with the latest literature, we introduced some applications of functionalized mesoporous si-lica nanoparticles in environmental protection, industrial catalysis, and as drug carriers. Keywords Mesoporous Silica, Nanomaterials, Functionalization, Application 功能化介孔二氧化硅纳米材料的应用 闫正东*，梁晓蕾，汤会玲，肖强 浙江师范大学，含氟新材料研究所，先进催化材料教育部重点实验室，浙江金华 收稿日期：2019年7月28日；录用日期：2019年8月9日；发布日期：2019年8月16日 摘要 介孔二氧化硅纳米材料结构独特，易于表面功能化修饰，能够结合不同功能的材料形成具有特定用途的新型材料，用途极为广泛。这篇综述讨论了几种合成功能化介孔二氧化硅的方法，以及其特殊的纳米结构。还结合最新文献，介绍了一些功能化介孔二氧化硅纳米粒子在环境保护、工业催化以及作为药物载体等领域的应用。 *通讯作者。
纳米二氧化硅的制备 专业：凝聚态学号：51110602021 作者：张红敏 摘要 本文简单综述了一下纳米二氧化硅的各种制备方法，包括化学沉淀法、气相法、溶胶-凝胶法、微乳液法、超重力法、机械粉碎法，并对未来制备纳米二氧化硅的方法提出了一点展望。 关键词：纳米二氧化硅，制备，展望
1. 引言 纳米二氧化硅为无定型白色粉末，是一种无毒、无味、无污染的无机非金属材料，其颗粒尺寸小，粒径通常为20～200nm，化学纯度高，分散性好，比表面积大，耐磨、耐腐蚀，是纳米材料中的重要一员。由于纳米二氧化硅表面存在不饱和的双键以及不同键合状态的羟基，具有常规粉末材料所不具备的特殊性能，如小尺寸效应、表面界面效应、量子隧道效应、宏观量子隧道效应和特殊光电性等特点[1]，因而表现出特殊的力学、光学、电学、磁学、热学和化学特性，加上近年来随着纳米二氧化硅制备技术的发展及改性研究的深入, 纳米二氧化硅在橡胶、塑料、涂料、功能材料、通讯、电子、生物学以及医学等诸多领域得到了广泛的应用。 2. 纳米二氧化硅的制备 经过收集资料,查阅一些教科书籍和文献,发现二氧化硅有各种形形色色不同的制备方法, 主要包括化学沉淀法、气相法、溶胶-凝胶法、微乳液法、超重力法、机械粉碎法等等。现在一个个介绍如下: 2.1. 化学沉淀法 化学沉淀法是目前生产纳米二氧化硅最主要的方法。这种方法的基本原理是利用金属盐或碱的溶解度, 调节溶液酸度、温度、溶剂, 使其产生沉淀, 然后对沉淀物进行洗涤、干燥、热处理制成超细粉体[2]。 可以采用硅酸钠和氯化铵为原料, 以乙醇水溶液为溶剂, 采用化学沉淀法制备得到纳米SiO2[3]。将去离子水与无水乙醇以一定浓度混合盛于三口瓶中, 加入一定质量的硅酸钠和少量分散剂, 置于恒温水浴中, 凋节至40±1℃, 搅拌状态下加入氯化铵溶液, 即出现乳白色沉淀, 洗涤, 抽滤, 100℃烘干,置于马弗炉450 ℃焙烧1h, 得到白色轻质的SiO2 粉末。所得SiO2颗粒为无定形结构, 近似球形, 粒径30～50nm, 部分颗粒间通过聚集相互联结, 表面有蜂窝状微孔。 以水玻璃(模数为3.3)和盐酸为原料[4],在超级恒温水浴中控制在40～50℃左右进行沉淀反应, 控制终点pH 值5～6, 得到的沉淀物采用离心法洗涤去掉Cl-, 然后在110℃下干燥12 h, 再于500℃进行焙烧即可得到产品。制得SiO2粒
spectroscopy via an in situ TEM heating technique.A sintering process is proposed gravitational potential from the height of the uneven internal surface of the about3and5nm becomes short after migration,the coalescence process is conduction electron cloud outside the Au NPs.The supports containing an coalescence.Our?ndings provide the understanding toward the rational design of activity and stability for applications such as batteries,catalysis,drug delivery, nanoparticles.mesoporous materials
Herein,taking Au-SBA-15for an example,we report migration of metal Au NPs inside the ordered mesopore channels via combined in situ heating TEM observations including scanning transmission electron microscopy(STEM)and electron energy loss spectros-copy(EELS)up to700°C.It is the?rst time the migration of Au NPs along a mesochannel and even migration from a mesochannel to neighboring one is observed.A particle migration mechanism is proposed where particle migration is driven by the di?erence of gravitational potential from the height of the uneven internal surface of the mesopores;subsequently,when interparticle distance becomes short,a conduction electron cloud outside the metal NPs can expand similarly to the stretching of an“octopus-claw”,and eventually metal NPs merge with each other. RESULTS AND DISCUSSION Three ordered mesoporous silica SBA-15with di?er-pore diameters were synthesized via changing the hydrothermal treatment temperature from60to100to °C and chosen as the supports.The explanation for names of samples,Au-SBA-15-T1-T2,is listed,the mass ratio of Au to SiO2in all samples:0.5wt%;T1: hydrothermal temperature of SBA-15;T2:pretreat-ment temperature of as-made Au-SBA-15.SAXS pat-terns(Figure S1in Supporting Information)and N2adsorption/desorption isotherms(Figure S2in porting Information)demonstrate that all three sam-ples have highly ordered mesostructure with dimensional(2-D)hexagonal(p6mm)symmetry. BarrettàJoyneràHalenda(BJH)pore size distribution curves(Figure S3in Supporting Information)show the pore diameters of SBA-15-60,SBA-15-100, SBA-15-130are5.8,9.2,and11.8nm,respectively. The micropore volumes inside the mesopore walls the three supports(Table S1)are calculated to ～0.01cm3/g(SBA-15-60),0.09cm3/g(SBA-15-100). and0.04cm3/g(SBA-15-130),con?rming the existence of an uneven internal surface of the mesochannels. for the SBA-15-130sample,the micropore volume decreases after high hydrothermal temperature treat-ment(at130°C)because the micropores inside silica pore walls become the mesotunnels connecting the neighboring mesopores.To con?rm whether Au NPs were successfully con?ned inside the channels of mesoporous silica SBA-15,N2adsorption/desorption isotherms and TEM analysis were carried out after metal Au NPs with a size of～3nm were loaded into SBA-15supports.The N2adsorption/desorption therms(Figure1I)exhibit a type IV curve with an hysteresis loop,indicating that the structure of Au-SBA-15-100-300sample is similar to that of same sample without loading Au NPs.Moreover, Figure1.(I)N2adsorptionàdesorption isotherms of(a)SBA-15-100sample and(b)Au-SBA-15-100-300sample(in order observed clearly,the ordinate of adsorptionàdesorption isotherms of sample b increased byt400)and(inset)pore distribution curves calculated from the absorption branch of samples a and b by the BJH method.(II)Low-magni?cation high-magni?cation(inset)TEM images of sample b.(III)Conversions of benzyl alcohol under gas phase oxidation over sample (SBA-15à100),sample b(Au-SBA-15-100-300)after calcination at300°C,and sample c(Au-SBA-15-100-500) calcination at500°C.(IV)TEM image of sample c.
纳米二氧化硅的发展现状及前景 范文斌 (2010级电信2班) 摘要:对纳米二氧化硅的制备技术进行了全面介绍,对各种制法的优缺点进行了评述:阐明了改性机理,列举了常见的改性方法;对具体的应用,尤其是近年来各新兴领域的应用作了简要的概括,分别叙述了纳米SiO2有各个应用领域所表现的优越性和一些奇异特性。 关键词：纳米SiO2： 1前言 1.1纳米二氧化硅的发展现状及前景 纳米材料是指微粒粒径达到纳米级(1～100nm)的超细材料。当粒子的粒径为纳米级时，其本身具有量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等，因而展现出许多特有的性质，应用前景广阔。纳米SiO2是极具工业应用前景的纳米材料，它的应用领域十分广泛，几乎涉及到所有应用SiO2粉体的行业。我国对纳米材料的研究起步比较迟，直到“八五计划”将“纳米材料”列人重大基础项目之后，这方面的研究才迅速开展起来，并取得了令人瞩目的成果。1996年底由中国科学院固体物理研究所与舟山普陀升兴公司合作，成功开发出纳米材料家庭的重要一员——纳米SiO2[1]，从而使我国成为继美、英、日、德国之后，国际上第五个能批量生产此产品的国家。纳米SiO2 的批量生产为其研究开发提供了坚实的基础。 目前，我国的科技工作者正积极投身于这种新材料的开发与应用，上海氯碱化工与华东理工大学[2]建立了连续化的1000t／a规模中试研究装置，开发了辅助燃烧反应器等核心设备，制备了性能优良的纳米二氧化硅产品，其理化性能和在硅橡胶制品中的应用性能，已经达到和超过国外同类产品指标。专家鉴定认为，纳米二氧化硅氢氧焰燃烧合成技术、燃烧反应器和絮凝器等关键设备及应用技术具有创新性，该成果总体上达到国际先进水平，其中在预混合辅助燃烧新型反应器和流化床脱酸两项核心技术方面达到了国际领先水平，对于突破国际技术封锁具有重大价值。但总地来讲，我国纳米SiO2的生产与应用还落后于发达国家,该领域的研究工作还有待突破。 1.2 纳米二氧化硅的性质[3]~[5]