介孔二氧化硅纳米颗粒应用于可控药物释放

介孔二氧化硅纳米肥料的制备及控制释放作者：孙德权陆新华陈海丽王超胡会刚来源：《热带作物学报》2020年第09期摘要：以纳米科技为基础的载运体系为提高农化投入品使用效率、减少农业成本提供了新的途径。

本研究合成了颗粒直径约为20 nm，孔径为3.0 nm的介孔二氧化硅纳米颗粒（MSNs）。

尿素肥料通过水溶液自由扩散，以物理吸附直接装载于纳米颗粒的介孔中。

结果表明，当尿素溶液浓度为10 mg/mL时，MSNs的最大包载率为69.15%。

通过接枝到MSNs表面的门控分子1-癸硫醇实现了对尿素的封堵，而拉曼光谱和氮吸附分析则证明了门控分子通过双硫键与纳米颗粒相互连接。

利用激发因子谷胱甘肽（GSH）与门控分子产生的化学反应，促使双硫键断裂，实现对包载尿素的控制释放。

体外释放测试表明，在没有GSH存在的条件下，尿素从1-癸硫醇封堵的MSNs中几乎“零”释放。

当GSH存在时，肥料释放的速度由GSH 的浓度控制。

本研究研制了一种还原响应型介孔二氧化硅纳米肥料，实现了对尿素肥料的有效装载和控制释放，为进一步研究新型纳米肥料奠定了基础。

关键词：介孔二氧化硅纳米粒;纳米肥料;装载;还原响应型;控制释放中图分类号：S365 文献标识码：AAbstract： Nanotechnology-based agrochemical delivery systems will provide novel ways for improving the efficiency of very important agricultural inputs. In the present study， mesoporous silica nano particles （MSNs） with particle diameter of approximate 20 nm and pore size of around 3.0 nm were synthesized and functionalized. The fertilizer of urea was encapsulated inside the mesopores of MSNs by free diffusion loading and physisorption using aqueous urea solution. The highest loading rate of 69.15% was achieved when the urea concentration was 10 mg/mL. The loaded urea was blocked inside the mesopores using a novel decanethiol gatekeeper system grafted onto the surface of MSNs through disulfide linkages， and that was confirmed by Raman and nitrogen sorption isotherm analyses. The controlled release of encapsulated urea was obtained through the reaction between the gatekeeper and trigger factor of glutathione （GSH）， which led to the cleavage of disulfide bonds. The in vitro release of urea from decanethiol gated MSNs indicated that almost no premature release was observed in the absence of stimulus GSH， and the release rate was highly determined by the amount of GSH. Herein， a MSN-mediated delivery system with redox-responsive gatekeepers was created. The fertilizer urea was effectively loaded and the controlled release was achieved using the novel system， which would offer the base for developing new type nano-fertilizer in the future.Keywords： mesoporous silica nanoparticles; nano-fertilizier; loading; redox-responsive; controlled releaseDOI： 10.3969/j.issn.1000-2561.2020.09.026现代农业生产在很大程度上依赖化肥、农药为作物生长提供充足的养分，控制各种病虫害，清除杂草，以保证作物健康生产，从而保障和提高农作物的产量。

介孔二氧化硅纳米材料的制备及在药物递送方面的应用研究摘要：一、引言1.介孔二氧化硅纳米材料的基本概念2.介孔二氧化硅纳米材料的研究背景和重要性二、介孔二氧化硅纳米材料的制备方法1.液相沉淀法2.溶胶-凝胶法3.模板法4.表面活性剂诱导法三、介孔二氧化硅纳米材料在药物递送中的应用1.作为药物载体2.改善药物生物利用度3.实现药物缓释和靶向给药4.提高药物稳定性和降低药物毒性四、介孔二氧化硅纳米材料在药物递送方面的优势1.比表面积大、孔隙率高2.稳定的骨架结构3.易于表面修饰4.无生理毒性五、研究进展与展望1.制备方法的创新2.药物递送系统的优化3.临床应用的拓展正文：随着科技的不断发展，新型纳米材料在各个领域的研究日益深入。

其中，介孔二氧化硅纳米材料因其独特的物理和化学性质，在药物递送方面具有广泛的应用前景。

本文将探讨介孔二氧化硅纳米材料的制备方法以及在药物递送领域的应用，旨在为相关研究提供有益的参考。

一、引言1.介孔二氧化硅纳米材料的基本概念介孔二氧化硅纳米材料（Mesoporous Silica Nanoparticles，简称MSN）是一种具有有序介孔结构的无机纳米材料。

其特点在于孔径尺寸在2-50nm范围内，具有较大的比表面积、高的孔隙率以及稳定的骨架结构。

由于这些特性，介孔二氧化硅纳米材料在药物递送领域具有显著的优势。

2.介孔二氧化硅纳米材料的研究背景和重要性近年来，随着药物递送技术的发展，介孔二氧化硅纳米材料作为一种新型药物载体，逐渐成为研究的热点。

与传统药物载体相比，介孔二氧化硅纳米材料具有更好的生物相容性和低毒性，可实现药物的高效递送和靶向给药。

因此，研究介孔二氧化硅纳米材料在药物递送方面的应用具有重要意义。

二、介孔二氧化硅纳米材料的制备方法1.液相沉淀法液相沉淀法是一种常见的介孔二氧化硅纳米材料的制备方法。

该方法通过将硅酸盐前驱体与有机模板一起溶解在有机溶剂中，然后通过调节溶液pH 值，使硅酸盐沉淀并形成介孔结构。

介孔二氧化硅在药物控释中的应用研究
近些年来，介孔二氧化硅在药物控释领域备受瞩目。

介孔二氧化硅是一种具有高度孔隙结构和可调控的孔径大小的材料，因此可以被用于药物控释系统中。

在这篇文章中，我们将讨论介孔二氧化硅在药物控释中的应用研究，包括其在口服、注射和局部治疗中的应用。

1. 口服药物控释
口服药物控释是将药物包裹在介孔二氧化硅内，使药物在肠道中缓慢释放的一种方法。

介孔二氧化硅孔径大小可调，因此可以控制药物的释放速度。

这种方法可以改善药物活性和生物利用度，并减少毒副作用。

例如，在治疗癌症方面，通过口服药物控释技术，可以让化疗药物在体内缓慢释放，减少对正常细胞的伤害。

2. 注射药物控释
注射药物控释是将药物包裹在介孔二氧化硅内，注入体内，在体内缓慢释放的一种方法。

介孔二氧化硅孔径大小可调节，因此可以控制药物的释放速度。

注射药物控释技术在治疗疾病时具有很大的潜力。

例如，在治疗关节炎方面，通过注射药物控释技术，可以让药物在关节内缓慢释放，减少对其他部位的影响。

3. 局部治疗
除了口服和注射药物控释，介孔二氧化硅还可以用于局部治疗。

局部治疗是将药物包裹在介孔二氧化硅中，直接应用于患病部位的一种方法。

例如，在治疗伤口愈合方面，通过将药物包裹在介孔二氧化硅中，可以让药物缓慢释放于伤口，促进愈合。

4. 结束语
总之，介孔二氧化硅在药物控释中具有巨大的潜力。

利用其孔径大小可控的优势，可以控制药物的释放速度和控制毒副作用。

希望这篇文章可以为探索新的药物控释技术提供一些思路和启示。

介孔二氧化硅纳米粒载药性能的研究近年来，无机纳米粒因其结构稳定在药物传递方面的应用越来越受重视。

介孔二氧化硅纳米粒作为一种无机高分子材料，具有生物相容性好、比表面积大、孔径和孔容可以调节、孔道均匀、表面易于修饰等优点，在载药和药物控制释放领域有着很大的前景。

本文就目前介孔二氧化硅纳米粒的结构性质特点以及其在药物传递系统的应用作一综述。

标签：介孔二氧化硅纳米粒；载药近年来研究集中在在结构上形成稳定的药物传递系统，这种载体结构能够传递相对大量的药物到靶向组织甚至细胞内而没有提前释放。

结构稳定的药物传递材料中，由于二氧化硅是一种无毒，无味，无污染的无机非金属材料，具有生物相容性好、比表面积大、孔径和孔容可以调节、孔道均匀、表面易于修饰等优点，其在催化、分离、传感器、生物医药等方面具有广泛的应用前景，特别是在载药和药物控制释放领域，二氧化硅能够逐渐的释放像抗生素的药物。

因此合成可控的药物释放体系有着特殊的意义。

1 介孔纳米二氧化硅（MSN）的结构特点国际纯粹与应用化学联合会（lUPAC）规定，介孔材料是指孔径处于 2.0nm～50nm之间的一类多孔固体材料。

直径小于2nm和大于50nm的多孔材料分别称为微孔和大孔材料[1]。

近年来介孔材料在化学和材料科学领域备受瞩目，成为研究的热点领域。

介孔二氧化硅纳米粒（MSN）具有其他材料无可比拟的结构特点[2]，粒径可50～300nm之间调节；粒子形状稳定且规整；孔径规整，孔结构独特，大小可调。

孔径分布窄，从2nm～6nm可调；粒子表面积及孔道容量大；具有内表面和外表面，可选择性地进行功能化，为粒子进行多功能化提供了便利，近年来，杂化介孔SiO2纳米制备技术已经实现了很高的发展程度，将介孔SiO2微球作为主体，利用其孔中或其孔表面的基团组装各种不同功能的纳米颗粒，制备复合纳米颗粒的研究也被广泛迅速地发展。

目前已有以介孔SiO2微球为，主体组装如Ag，Au，Pt、FeO等贵金属纳米粒子和制备各种不同类型的酶类物质等的研究。

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。

介孔二氧化硅药物递送介孔二氧化硅是目前研究领域中备受关注的一种材料，其独特的介孔结构和良好的生物相容性使其成为一种理想的药物递送载体。

随着药物递送技术的不断发展，介孔二氧化硅在药物递送领域的应用也得到了更多的关注和研究。

本文将从介孔二氧化硅的基本特性、药物递送机制、应用领域和未来发展方向等方面进行探讨和分析。

介孔二氧化硅作为一种具有大孔径和高孔隙度的纳米材料，具有较大的比表面积和孔容量，能够有效地承载和释放各种药物分子。

其孔道大小和结构可以被调控和设计，从而实现对药物的高效递送和控制释放。

此外，介孔二氧化硅还具有较好的生物相容性和生物降解性，不会对人体造成严重的毒副作用。

在药物递送领域，介孔二氧化硅主要通过物理吸附、化学修饰和包覆等方式将药物分子载入其孔道中，并通过孔道的调控释放药物。

这种递送方式可以提高药物的生物利用度和稳定性，减少药物的毒副作用，实现对药物的精准传递。

目前，介孔二氧化硅在抗肿瘤药物递送、基因治疗、疫苗递送等方面取得了一些初步的成果，为临床治疗提供了新的思路和方法。

除了在药物递送领域，介孔二氧化硅还在其他领域展现出了广阔的应用前景。

例如，在生物成像、光催化和传感检测等领域，介孔二氧化硅也具有很好的应用潜力。

未来，随着对介孔二氧化硅材料性能和递送机制的深入研究，其在药物递送领域和其他领域的应用将会更加广泛和深入。

梳理一下本文的重点，我们可以发现，介孔二氧化硅作为一种理想的药物递送载体，具有许多优越的特性和潜在的应用价值。

通过深入研究其基本特性、递送机制和应用领域，可以更好地发挥其在药物递送和其他领域中的作用，为人类健康和生活质量的提高做出更大的贡献。

希望未来能有更多的科研人员投入到介孔二氧化硅的研究和开发中，为其应用和发展开辟更加广阔的前景。

高负载中空介孔二氧化硅微粒的可控药物释放梁樱;马莹;陈霞【摘要】A carrier with high loading plays an important role in drug delivery systems.A layer of pH-sensitive polymer-dopamine on hollow mesoporous silica (HMS) was polymerized to get the controlled release nanoparticles((HMS-RhB)@PDA) with high loading.The results show that compared to the mesoporous silica (MSN),HMS with outer diameter of (420±-10) nm and inner diameter of (290--±-5) nm exhibits the excellent loading and higher release rate capabilities.(HMS-RhB)@PDA nanoparticles keep a constant speed at the pH value of 3.0 and 7.4 in the first 1-10 h and the final release in pH=3 is 2.7 times as in pH=7.4.%高负载性药物可控释放在药物释放系统中起着重要的作用.合成具有高负载量的中空介孔二氧化硅(HMS),在其表面聚合一层pH敏感的聚多巴胺膜,得到具有高负载、可控释放的纳米微球.试验结果表明:外径为(420±10) nm、内径为(290±5)nm的HMS比介孔二氧化硅(MSN)具有更高的载药率(28.60％)与释放速度;最终得到的pH敏感载药纳米微粒在癌细胞酸性环境(pH=3.0)与血液弱碱性环境(pH=7.4)两种环境下皆在1～10 h 内均匀释放,达到可控释放,且在癌细胞环境(pH=3.0)下最终释放量是血液环境(pH=7.4)下最终释放量的2.7倍,具有pH敏感性特点.【期刊名称】《东华大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(043)001【总页数】7页(P64-70)【关键词】二氧化硅;中空微球;高负载;药物释放;可控释放【作者】梁樱;马莹;陈霞【作者单位】东华大学纺织学院,上海201620;东华大学纺织面料技术教育部重点实验室,上海201620;东华大学纺织学院,上海201620;东华大学纺织面料技术教育部重点实验室,上海201620;东华大学纺织学院,上海201620【正文语种】中文【中图分类】R94在过去的十几年中，各种疾病药物的研究在改善药物分子的物理化学性质以及细胞摄取方向有了重大突破.目前疾病的治疗方法主要依赖于使用常规毒性药物，这种方法有副作用且效果有限. 针对这个问题，目标特异性药物传递系统被设计出来，它的载体具有生物相容性好、负荷量高、零泄漏、释放可控的优点. 刺激响应性能使药物传输过程中药物载体不仅只有传递的作用，而且成为一个积极的参与者，主动调节释放的速度与时间[1-3]. 在药物传递系统中，通过调节或外部的刺激使客体分子高效释放[4].例如：文献[5]对合成的介孔二氧化硅纳米容器修饰了具有对酸、碱两个方向的pH刺激性响应释放药物的性能；文献[6]对合成的磁性纳米粒子通过二硫键将聚乙二醇(PEG)修饰，使其具有对癌细胞靶向释药的特点等. 文献[7]指出多巴胺(DA)可以作为智能聚合物涂层，其后这种由贻贝所分泌的黏附蛋白在材料领域迅速发展. DA在pH值大于7.5的碱性溶液中自聚合，形成聚多巴胺(PDA)的薄膜，且DA可由人体自身分泌，因此，这种膜具有优异的相容性和细胞毒性低的特点，同时对外界环境的pH比较敏感，在不同pH环境下会有不同的破坏程度[7].目前，常见的药物载体有脂质体、高分子聚合物、金纳米颗粒(Au)、介孔二氧化硅(MSN)、量子点(QD)等. MSN由于具有尺寸离散性小、可调节的介孔结构、较高的比表面积、优良的生物相容性，以及表面功能基团易于被修饰等特性，成为药物传输体系研究的热点[8-13]. 自1994年Science杂志第一次报道中空介孔二氧化硅(HMS)合成以来，由于其具有高渗透、低密度、稳定的热力学、MSN自身的优良性能与特点，主要应用于纳米级传感器、催化反应、药物载体、生物医用等领域，尤其作为载体在药物传输系统中被广泛应用 [14-15]. 在过去的20多年中，HMS的合成、表征与修饰方面有了很大的发展，对其形貌有了更深一步的研究，通过在合成过程中对其外壳厚度与孔隙大小的调节，使HMS在不同应用中的结构有所不同[16]. HMS应用于药物传输系统中时，一般通过修饰外层使药物从微孔中控制性地释放，但是一般修饰所用的化学品会对人体产生不良反应，生物相容性不好[6]，因此，采用生物相容性优异的材料制得药物载体显得十分必要.本文采用DA在高负载性的HMS表面聚合形成一层对pH敏感的薄膜，使纳米微球达到可控药物释放.首先合成HMS和MSN纳米微粒，将两种纳米微粒加载罗丹明B荧光染料(RhB)进行加载量与释放的对比，在HMS纳米微粒内部加载RhB后表面包覆PDA作为pH敏感纳米载药体. 通过一个简单的方法制成一个生物相容性高、对pH有刺激性响应的高负载量的控制释放系统.1.1 试剂与仪器正硅酸四乙酯(TEOS)，十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)，碳酸钠(Na2CO3)，玫瑰红B，磷酸氢二钠，磷酸二氢钾(以上试剂均为分析纯，国药集团，上海)；氢氧化钠(NaOH)、盐酸(HCl)，分析纯，平湖化工试剂厂，平湖)；乙醇(分析纯，鸿盛精细化工有限公司，常熟)；氨水(质量分数25%～28%，凌峰化学试剂有限公司，上海)；三羟甲基氨基甲烷(Tris)，多巴胺盐酸盐(西格玛奥德里奇(上海)贸易有限公司)；去离子水用于整个试验.JEM-2100型透射电子显微镜(TEM)，TM-3000型扫描电子显微镜(SEM)，ZEN3600型纳米粒度与电位分析仪，Micromeritics TriStar II 型表面积和孔隙率测量仪，SK1200H型超声波清洗器，FE20型实验室pH计，DF-101S型集热式搅拌器，84-1型磁力搅拌器，DHG-9023A型电热恒温鼓风干燥箱，SG-XL1200型箱式高温炉，YP2001N型电子天平，半微量电子天平.1.2 HMS的合成制备实心二氧化硅纳米微粒(sSiO2).首先将74 mL乙醇、10 mL去离子水、3.15 mL氨水混合搅拌均匀；然后加入6 mL TEOS，室温下搅拌1 h，最终形成白色胶状悬浮液，通过离心，用去离子水和乙醇反复冲洗，经过沉淀在60 ℃干燥箱内干燥得到sSiO2白色粉末.称量10 mL去离子水，加入200 mg的sSiO2白色粉末，超声20 min均匀分散. 量取60 mL去离子水、60 mL乙醇及1.1 mL氨水均匀混合，加入300 mg CTAB 后超声10 min使溶液透明，将混合溶液与sSiO2溶液混合. 室温下磁力搅拌20 min后加入0.5 mL TEOS. 室温下搅拌6 h后离心得到白色沉淀后，将沉淀物分散在40 mL去离子水中超声30 min使其均匀分散. 在混合溶液中加入848 mg的Na2CO3，在50 ℃下反应10 h后离心收集. 离心后用去离子水与乙醇分别再次溶解离心清洗. 将得到的沉淀在60 ℃烘箱中过夜干燥，在550 ℃的马弗炉里煅烧6 h后得到白色粉末状HMS.1.3 MSN的合成量取480 mL去离子水，将1 g CTAB加入其中，超声使其均匀分散. 在混合溶液中加入3.5 mL浓度为2 mol/L的NaOH溶液，水浴加热至80 ℃后逐滴加入5 mLTEOS保持80 ℃并搅拌2 h，离心得到白色沉淀. 将沉淀分散在去离子水和乙醇中，超声离心清洗，烘箱保持60 ℃内过夜干燥，在550 ℃的马弗炉里煅烧6 h 后得到白色粉末状MSN.1.4 MSN与HMS加载RhB为了模拟药物加载释放系统，选用RhB作为标记，模拟药物. 称量10 mL质量浓度分别为0.05，0.10和0.15 mg/mL的RhB溶液两组，共计6份，一组3种溶液中分别加入2 mg的MSN粉末，另一组3种溶液中分别加入2 mg的HMS粉末，分别超声2 min使粉末均匀溶于溶液内. 将6份溶液分别标记室温下磁力搅拌记录时间，通过离心分离，提取上清液对比存放.RhB有很强的紫外可见吸收特征，在553 nm处出现最大吸收峰，因此，可用紫外可见分光光度计在553 nm波长下测定RhB吸收值，对比载药前后溶液中RhB 浓度的变化，按照式(1)计算出载药率.其中：m1为负载RhB的质量；m2为HMS-RhB的质量.1.5 HMS的药物加载与PDA包覆称量50 mL去离子水，在其中加入0.005 mol的Tris，超声使其溶解至透明溶液，逐滴加入0.1 mol/L 的盐酸，用pH计测量pH值为8.5时停止滴加.用去离子水将上述溶液稀释至100 mL，Tris-HCl缓冲液(0.05 mol/L， pH=8.5)配制完成. 称量50 mL的Tris-HCl缓冲液，加入25 mg的RhB，超声使溶液均匀. 称量50mg的HMS白色粉末加入混合溶液中，黑暗条件下室温搅拌24 h. 在混合溶液中加入25 mg多巴胺盐酸盐，黑暗条件下室温搅拌24 h后离心得到褐色沉淀，将沉淀溶于去离子中超声10 min再次离心，去除多余PDA.1.6 药物释放释放过程一般通过溶液释放取液离心或透析直接取液获得.由于直接取液离心过程中会将纳米微粒部分取出从而加大误差，因此本文使用透析的方法进行药物释放(如图1所示)，并采用透析标准方法(提取释放液进行标记后会在透析袋外溶液内加入对应pH值的磷酸盐缓冲溶液(PBS)).因1.4节已对比HMS与MSN的加载量，此处仅对比二者的释放速度.分别将2 mg的HMS-RhB与MSN-RhB粉末溶于2 mL的去离子水中，超声2 min，分别提取1.5 mL放入透析袋内，封口后将透析袋分别放到90 mL去离子水中. 从溶于去离子水中开始计时，前12 h时，每隔1 h提取透析袋外3 mL溶液存放标记，并在透析袋外溶液内加入3 mL去离子水，24 h提取溶液.人体内不同部位的pH值有所不同，人体血液中的pH值为7.4左右，癌细胞内环境的pH值小于3，本文设计的PDA包覆的HMS((HMS-RhB)@PDA)纳米微球释放条件主要在这两种环境下. 按PBS标准浓度称量0.02 mol/L磷酸氢二钠，磷酸二氢钾分别配制pH值为3.0与7.4的两种PBS.称量两份5 mg的(HMS-RhB)@PDA粉末分别溶于2 mL pH值为3.0和7.4的PBS，超声2 min，分别提取0.5 mL放入透析袋内，封口后将透析袋分别放到90 mL pH值为3.0和7.4的PBS中. 从溶于PBS中开始计时，每隔1 h提取透析袋外3 mL溶液存放标记，并在透析袋外溶液内加入对应pH值的PBS. 12 h后每隔24 h提取溶液并补充PBS.2.1 HMS的表征HMS纳米微粒的TEM图如图2(a)所示.由图2(a)可知，HMS纳米微粒具有中空结构，且外壳具有垂直孔道的介孔结构. 从图2(a)可得到HMS纳米微粒的直径为(420±10) nm，内腔直径为(290±5) nm，外壳厚度为(65±5) nm. 这证明HMS纳米微粒确实具有大负载量的特点.图2(b)为HMS纳米微粒的动态光散射测得的纳米粒度曲线，电势为-28 mV，得到HMS纳米微粒的直径主要分布在531 nm，与TEM所表现稍有偏差.这是由于TEM测试时干态的纳米微粒要比动态光散射测试在溶液中膨胀的纳米微粒尺寸小. 同时，从图2(b)还可以发现，纳米微粒尺度的离散度较大.sSiO2纳米微粒与HMS纳米微粒的小角X射线衍射图如图3所示.由图3可知，sSiO2纳米微粒是一个实心的球体，并不存在任何介孔结构. HMS纳米微粒在2.40° 有一个对应介孔材料特征的衍射峰，证明了HMS纳米微粒具有介孔结构；在4.24°有一个小衍射峰，没有(110)、(200)的特征峰，这说明HMS的孔道规整性较差，这是由合成过程中刻蚀步骤中的误差导致的，在煅烧过程中部分孔道产生坍塌的现象. 根据布拉格方程计算得HMS的孔径为3.7 nm.2.2 MSN的表征MSN的TEM图如图4所示.由图4可知，MSN具有介孔结构，其直径为(92.3±10) nm. 这证明MSN有一定的负载程度，并且可以看到相较于HMS纳米微粒，MSN的直径离散度低且尺寸集中.2.3 HMS与MSN加载对比HMS与MSN的粒径差别比较明显，HMS不仅具有空腔的结构，而且粒径相比MSN较大，使得其负载量较高. 本文通过称量相同质量的两种粉末来对比负载量与释放速度.HMS与MSN分别在质量浓度为0.05， 0.10和0.15 mg/mL的RhB溶液中经不同加载时间离心所得上清液如图5所示. RhB是一种具有明显紫外和荧光的染料，溶液的颜色可以比较RhB浓度的高低，浓度越高颜色越深. 若单独离心不会有沉淀，与石墨烯混合离心后石墨烯离心沉淀，证明RhB自身并不会通过离心或是物理吸附沉淀. 加载RhB后的二氧化硅通过离心得到的上清液中含有未加载的药物，因此，上清液颜色的深浅可以得到未加载入二氧化硅的RhB浓度大小，从而对比二氧化硅对RhB的加载量的区别，上清液颜色越深说明RhB浓度越高，加载入二氧化硅中的RhB含量越低，并且当上清液颜色为无色时说明其中并无RhB，即加载并没有达到饱和.由图5(a)与5(b)可以看到，HMS与MSN离心上清液明显不同，负载量有明显差异，HMS具有比MSN更高的负载程度，RhB质量浓度为0.05与0.10 mg/mL的条件下上清液中RhB浓度很低，HMS对RhB的加载明显过量，MSN对RhB的加载已达到饱和.对比图5中3张图的1#上清液可看到，随着RhB质量浓度从0.05 mg/mL到0.15 mg/mL，在0.15 mg/mL 条件下HMS对RhB的加载程度达到饱和；3张图中2#、3#上清液进行对比可以看到，由于在质量浓度0.05 mg/mL时MSN已达到负载饱和，因此，在质量浓度继续增加的条件下，上清液颜色与该质量浓度下RhB溶液颜色差别不大.为了使药物加载中达到最大负载量，后文包覆DA时选择RhB过量、质量浓度为0.5 mg/mL的溶液进行加载.由图5可知，载药率与加载溶液浓度有密切关系，在不同质量浓度的RhB溶液中载药率有所不同.以去离子水为背景，分别测定50 mg 的HMS与MSN在50 mL 质量浓度为0.5 mg/mL的RhB溶液中，加载RhB前后溶液在紫外可见分光光度计下的光谱曲线，得到HMS和MSN最大释放量分别为13.40 mg和8.24 mg，根据式(1)计算出HMS与MSN对RhB的载药率分别为26.80%与8.24%.2.4 HMS与MSN释放速度对比HMS与MSN在质量浓度为0.15 mg/mL的RhB溶液中加载后得到的纳米微粒在水中的释放动力学曲线如图6所示. 由图6可知，HMS与MSN释放动力学曲线整体呈上升趋势，释放速度较为均匀，其中MSN速度更为均匀，这是由HMS 内部结构复杂导致的. 两条曲线对比而言，HMS对RhB的释放更为迅速，这是由于HMS孔道尺寸较大的缘故.2.5 (HMS-RhB)@PDA的表征HMS、HMS-RhB与(HMS-RhB)@PDA的粉末与示意图如图7所示. 其中，HMS 纳米微粒为白色，由于RhB的加载使HMS-RhB纳米微粒颜色变深，PDA对微粒的包覆后使(HMS-RhB)@PDA纳米微粒颜色加深.(HMS-RhB)@PDA纳米微粒通过包覆PDA达到药物的可控释放，包覆后通过清洗，去除表面物理吸附的RhB. (HMS-RhB)@PDA纳米微粒的TEM图如图8所示.由图8可以明显看到，HMS 纳米微粒包覆了一层薄膜，这层片状薄膜厚度为(7.15±0.50) nm.薄膜是由多巴胺盐酸盐在pH=8.5的Tris缓冲液溶液中氧化聚合而形成的PDA膜，包覆在HMS纳米微粒表面，使HMS内的RhB粒子不会扩散. 从图8中还可以看到，PDA薄膜厚度明显不匀，这是由于在不同部位DA接触量不同以及氧化程度不同所致. 而在药物释放阶段较薄的部分先行被破坏，从而使HMS内RhB粒子扩散，由“短板效应”可知，每一个(HMS-RhB)@PDA纳米微粒释放药物的关键是在外层薄膜的最薄处.2.6 (HMS-RhB)@PDA药物释放由2.5节可知，因每一个(HMS-RhB)@PDA纳米微粒的不同部位PDA薄膜的厚度不同，其释放药物的关键是在外层薄膜的最薄处. 因此，在pH值较低的环境下，对PDA薄膜的破坏较大，释放的药物较多；pH值在中性温和环境下，对PDA薄膜的破坏小，释放的药物少. 人体血液主要处在弱碱性环境下，有病毒感染部分在酸性条件下，因此，本试验主要选择pH值为3.0和7.4环境下进行药物释放.图9所示为加载RhB包覆PDA的(HMS-RhB)@PDA纳米微粒在pH值为3.0的环境下第1～10 h的药物释放紫外图，其中，RhB的最大吸收波长为552 nm. 从图9中可以看到，在前10 h内，随着时间的增加，RhB接近恒速释放，所以(HMS-RhB)@PDA纳米微粒在1～10 h内可控制药物释放[17].图10所示为(HMS-RhB)@PDA在pH值为3.0和7.4的环境下1～8 d的药物释放动力学曲线. 由图10可以明显看出：在pH=3.0的环境下更有利于药物的释放，在1 d内释放量达到了54.80%，在4 d以后释放过程平稳地结束，8 d后最终释放量在93.21%，在高负载的基础上释放量也很高； pH=7.4的环境抑制药物的释放，前2 d的释放速率相近，2 d后释放量达到30.53%，基本达到饱和，8 d后最终释放量为34.34%.两条曲线对比来看，pH=3.0达到释放饱和的时间相对更长，pH=3.0的环境下最大释放量是pH=7.4环境下的2.7倍，很明显可知这种药物释放系统释放主要因素为环境pH值的改变.本文利用多巴胺在高负载性的中空介孔二氧化硅表面聚合形成一层对pH敏感的薄膜，得到的(HMS-RhB)@PDA纳米微粒具有可控药物释放的性能. 制备了外径为(420±10) nm和内径为(290±5) nm的中空介孔二氧化硅，而介孔二氧化硅作为对比，采用同种原理制备. 将两种纳米微粒分别加载不同浓度的罗丹明B(RhB)溶液后提取离心上清液进行对比，其中HMS经21 h加载后的离心上清液中RhB含量明显较低，加载量具有明显优势，同时HMS与MSN在质量浓度为0.5 mg/mL 的RhB溶液中的载药率分别为26.80%与8.24%.将两种负载RhB的纳米微粒在水中进行观测释放，从释放动力学曲线对比明显可以看到，HMS纳米微粒具有释放快速的特点. 将最终得到的(HMS-RhB)@PDA纳米微粒分别在酸性(pH=3.0)和弱碱性(pH=7.4)的PBS环境下药物释放试验表明：pH=3.0的环境中1～10 h内释放速度保持稳定，具有控制药物释放的特点；两个释放环境释放动力学曲线相对比可以得到，在酸性条件(pH=3.0)下药物最终释放量(93.21%)是弱碱性条件(pH=7.4)下药物最终释放量(34.34%)的2.7倍.本文这种简单方法在可控药物释放领域具有较大应用前景.【相关文献】[1] WILLIAMS D F. 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二氧化硅作为药物载体
二氧化硅作为药物载体已经被广泛研究和应用。

由于其具有高度的生物相容性、化学稳定性以及可调控的孔结构和表面性质，使其成为理想的药物输送平台。

一方面，二氧化硅纳米颗粒可以作为晶型药物的稳定剂，帮助延长药物的存储寿命和增加药物的稳定性。

同时，二氧化硅纳米颗粒可调控孔径和孔容，可以用来控制药物的释放速率。

通过调整二氧化硅纳米颗粒的孔径和孔容，可以实现不同的药物释放速率，从而满足药物的治疗需求。

另一方面，二氧化硅纳米颗粒的大比表面积和多孔结构提供了较大的负载容量，可以有效地将药物分散在纳米颗粒内部，并防止药物的早期释放。

此外，二氧化硅纳米颗粒的表面还可以进行修饰，如改变表面电荷、引入功能分子等，以增加药物的靶向性和生物活性。

因此，二氧化硅作为药物载体具有许多优点，可以提高药物的稳定性、控制药物的释放速率，并增加药物的负载量和靶向性。

它被广泛应用于药物输送领域，有望为医药领域的疾病治疗和治疗效果提供新的解决方案。

介孔二氧化硅纳米粒
介孔二氧化硅纳米粒是一种具有特殊结构和性能的纳米材料。

它的特殊孔道结构和较大比表面积使其在各种领域具有广泛的应用前景。

介孔二氧化硅纳米粒在催化领域具有重要的应用价值。

由于其孔道结构的可调控性和较大比表面积，可以作为理想的催化剂载体。

通过调控孔道尺寸和表面性质，可以实现对催化剂活性和选择性的调控，进而提高催化反应的效率和产物纯度。

此外，介孔二氧化硅纳米粒还可以用于催化剂的分子筛和分离膜材料的制备，具有重要的应用潜力。

介孔二氧化硅纳米粒在药物传递和生物医学领域也有广泛的应用。

由于其孔道结构可以有效地控制药物的释放速率和药物的稳定性，使药物在体内得到更好的吸收和利用。

此外，介孔二氧化硅纳米粒还可以用于生物传感器的构建和生物成像的增强剂，具有重要的生物医学应用前景。

介孔二氧化硅纳米粒还可以用于环境污染治理和能源领域。

由于其较大的比表面积和可调控的孔道结构，可以作为吸附剂用于水污染物的去除和气体的吸附分离。

同时，介孔二氧化硅纳米粒还可以作为锂离子电池和超级电容器的电极材料，具有较好的电化学性能和循环稳定性，有望在能源领域得到广泛应用。

介孔二氧化硅纳米粒作为一种具有特殊结构和性能的纳米材料，具
有广泛的应用前景。

在催化、药物传递、生物医学、环境治理和能源等领域都有重要的应用价值。

随着对其结构和性能的深入理解和研究，相信介孔二氧化硅纳米粒在未来会发挥更大的作用，为人类社会的发展和进步做出更大的贡献。

药学进展介孔二氧化硅纳米在医药领域的应用进展∗喻红梅ꎬ龚宁波ꎬ吕扬(北京协和医学院㊁中国医学科学院药物研究所㊁晶型药物研究北京市重点实验室ꎬ北京㊀１０００５０)摘㊀要㊀近年来ꎬ纳米二氧化硅因其具有高比表面积㊁高生物相容性㊁靶向性等优良特性ꎬ在医药领域的应用越来越广泛ꎮ该文综述了介孔二氧化硅纳米(ＭＳＮ)颗粒的制备方法ꎬＭＳＮｓ在多种疾病诊断和治疗㊁药物分离运载方面的研究进展ꎬ旨在为ＭＳＮｓ在医药领域的进一步应用提供参考ꎮ关键词㊀二氧化硅纳米ꎻ疾病诊断ꎻ疾病治疗ꎻ药物运载ꎻ药物分离中图分类号㊀Ｒ９１㊀㊀㊀文献标识码㊀Ａ㊀㊀㊀文章编号㊀１００４－０７８１(２０２０)０８－１０９６－０４ＤＯＩ㊀１０.３８７０/ｊ.ｉｓｓｎ.１００４￣０７８１.２０２０.０８.０１４㊀㊀㊀㊀㊀开放科学(资源服务)标识码(ＯＳＩＤ)ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＰｒｏｇｒｅｓｓｏｆＭｅｓｏｐｏｒｏｕｓＮａｎｏ￣ＳｉｌｉｃａｉｎｔｈｅＦｉｅｌｄｏｆＭｅｄｉｃｉｎｅＹＵＨｏｎｇｍｅｉꎬＧＯＮＧＮｉｎｇｂｏꎬＬＹＵＹａｎｇ(ＢｅｉｊｉｎｇＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＰｏｌｙｍｏｒｐｈｉｃＤｒｕｇｓꎬＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭａｔｅｒｉａＭｅｄｉｃａꎬＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＭｅｄｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅｓꎬＢｅｉｊｉｎｇ１０００５０ꎬＣｈｉｎａ)ＡＢＳＴＲＡＣＴ㊀Ｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓꎬｎａｎｏ￣ｓｉｌｉｃａｈａｓｂｅｅｎｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｂｉｏｍｅｄｉｃｉｎｅｄｕｅｔｏｉｔｓｈｉｇｈｓｐｅｃｉｆｉｃｓｕｒｆａｃｅａｒｅａꎬｈｉｇｈｂｉｏｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙꎬａｎｄｔａｒｇｅｔｉｎｇｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ.Ｔｈｉｓｒｅｖｉｅｗｆｏｃｕｓｅｓｏｎｔｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｏｆｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓｓｉｌｉｃａｎａｎｏ(ＭＳＮ)ｍａｔｅｒｉａｌｓꎬｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆＭＳＮｓｉｎｔｈｅｄｉａｇｎｏｓｉｓａｎｄｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｖａｒｉｏｕｓｄｉｓｅａｓｅｓꎬａｎｄｔｈｅｄｒｕｇｉｓｏｌａｔｉｏｎａｎｄｄｅｌｉｖｅｒｙꎬａｉｍｉｎｇａｔｐｒｏｖｉｄｉｎｇａｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅｆｕｒｔｈｅｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓｎａｎｏ￣ｓｉｌｉｃａｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｍｅｄｉｃｉｎｅ.ＫＥＹＷＯＲＤＳ㊀Ｎａｎｏ￣ｓｉｌｉｃａꎻＤｉｓｅａｓｅｄｉａｇｎｏｓｉｓꎻＤｉｓｅａｓｅｔｒｅａｔｍｅｎｔꎻＤｒｕｇｄｅｌｉｖｅｒｙꎻＤｒｕｇｉｓｏｌａｔｉｏｎ㊀㊀二氧化硅(ＳｉＯ２)是一种无毒㊁无污染的非金属材料ꎬ但其密度大ꎬ比表面积小ꎬ故应用受到限制ꎮ介孔材料具有有序的孔隙结构ꎬ孔洞大小可精确调控ꎬ比表面积和孔体积大ꎬ吸附性强[１￣３]ꎬ具有良好的应用前景ꎮ近年来ꎬ随着纳米技术迅速发展ꎬ纳米制剂的制备方法不断优化改进ꎬ纳米药物在医药领域的应用越来越广泛ꎮ介孔二氧化硅纳米颗粒(ｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓｓｉｌｉｃａｎａｎｏꎬＭＳＮｓ)因其具有高表面积ꎬ高稳定性ꎬ靶向性ꎬ高生物相容性等诸多优良特性ꎬ引起了医学界的极大兴趣ꎬ尤其是在抗肿瘤方面显示出极大的应用优势[４￣５]ꎮ近年来ꎬ靶向和持续治疗剂的概念已转变为触发药物释放ꎬ收稿日期㊀２０１９－１０－２１㊀修回日期㊀２０１９－１２－３１基金项目㊀∗国家重点研发计划资助项目(２０１６ＹＦＣ１０００９０１)ꎻ中国医学科学院医学与健康科技创新工程资助项目(２０１７￣Ｉ２Ｍ￣１￣０１０)ꎻ天然/有效活性小分子高效获取鉴定的技术集成体系构建及应用资助项目(２０１８ＺＸ０９７１１００１￣００１)ꎻ药品医疗器械审评审批制度改革专项课题资助项目(ＺＧ２０１７￣４￣０２)ꎮ作者简介㊀喻红梅(１９９５－)ꎬ女ꎬ江西南昌人ꎬ硕士ꎬ从事药物分析㊁晶型药物研究ꎮＯＲＣＩＤ:００００￣０００２￣８２７９￣７５１３ꎮ电话:０１０－63030566ꎬE￣mail:186****9998＠１６３.ｃｏｍꎮ通信作者㊀龚宁波(１９７３－)ꎬ男ꎬ湖北谷城人ꎬ副研究员ꎬ硕士生导师ꎬ从事药物分析㊁晶型药物研究ꎮ电话:０１０－６３０３０５６６ꎬＥ￣ｍａｉｌ:ｇｎｂ＠ｉｍｍ.ａｃ.ｃｎꎮ从而迎来了 按需 药物递送时代ꎬ中空介孔ＳｉＯ２由于其可调节的表面功能已出现在触发释放系统的最前沿[６]ꎮ本文综述了ＭＳＮｓ的制备方法ꎬ在医药领域以及天然产物分离㊁运输及改性等方面的应用ꎬ旨在为ＭＳＮｓ在医药领域的进一步应用提供参考ꎮ１㊀制备方法㊀目前ＳｉＯ２制备方法主要有硬模板法和软模板法ꎮ硬模板法是利用有机/无机微球作为模板ꎬＳｉＯ２在模板表面组装形成核壳微球ꎬ除去模板后即可得到中空介孔微球ꎬ但此种方法所得材料的粒径分布窄ꎬ且硬纸板除去过程中容易发生壳缺陷ꎻ硬模板法也可称为干法ꎬ包括气相法和电弧法ꎮ软模板法是以囊泡㊁乳滴㊁液滴等液体为模板ꎬ通过静电作用使ＳｉＯ２自我组装形成中空介孔微球ꎬ煅烧或溶剂去除模板后得到中空纳米材料ꎬ软模板的制备和去除都非常方便ꎬ但其结构受溶剂和浓度的影响较大ꎬ且软模板在溶液中浓度较低ꎬ不适合大量制备ꎮ软模板法也称作湿法ꎬ包括沉淀法㊁溶胶凝胶法㊁微乳液法㊁超重力反应法㊁水热合成法和Ｓｔｏｂｅｒ法ꎮＳｔｏｂｅｒ法是将正硅酸乙酯加入到乙醇和氨水中生成纳米硅颗粒的方法ꎮＫＯＢＡＹＡＳＨＩ等[７]研究了正硅酸乙酯和氨浓度对二氧化硅纳米颗粒粒径的影响ꎬ发现ＳｉＯ２颗粒的尺寸随正硅酸乙酯和氨浓度的增加而增加ꎮ溶胶凝胶法是将硅酸酯与乙醇按一定比例制备成均匀的混合液ꎬ搅拌下缓慢加入去离子水调节溶液ｐＨ值ꎬ再加入合适的表面活性剂搅拌均匀ꎬ从而制得纳米硅颗粒的方法ꎮＬＵＯ等[８]以正硅酸乙酯为前驱体ꎬ采用溶胶凝胶技术制备ＳｉＯ２纳米粒子ꎬ再用硅烷偶联剂ꎬ即十六烷基三甲氧基硅烷ꎬ二甲氧基二苯基硅烷对这些ＳｉＯ２纳米粒子进一步改性ꎬ以在ＳｉＯ２纳米粒子的表面上引入有机官能团ꎬ从而制得具有某种特性的纳米硅颗粒ꎮ沉淀法是以水玻璃和无机酸为原料ꎬ加入合适的表面活性剂ꎬ沉淀合成ꎬ干燥煅烧后即制备成ＳｉＯ２纳米粒子ꎮ气相沉淀法是以硅烷卤化物为原料ꎬ高温水解生成气相ＳｉＯ２ꎬ与气体形成溶胶ꎬ聚集ꎬ脱酸处理后即得到ＳｉＯ２纳米颗粒ꎮ崔媛等[９]采用共沉淀法制备出具有磁性的ＳｉＯ２纳米微球ꎬ可实现药物传输及荧光标记诊断方面的磁导向ꎬ且在ＳｉＯ２表面仍可继续修饰一些功能基团ꎬ有望成为一种多功能性优良药物载体材料ꎮ微乳液法是先制备出含一种反应物的微乳液ꎬ再往微乳液中加入另一种反应物ꎬ扩散ꎬ透过表面活性剂膜层ꎬ向反胶束中渗透ꎬ两种反应物相遇后发生反应ꎬ破乳㊁洗涤㊁过滤㊁干燥㊁煅烧ꎬ得到ＳｉＯ２纳米粒子ꎮ魏伟等[１０]利用反相微乳化法制备了５￣氟脲嘧啶缓释纳米颗粒ꎬ对人肝癌细胞具有明显的抑制效果ꎮ水热合成法是梁旭华等[１１]以十六烷基三甲基溴化铵为模板ꎬ正硅酸乙酰为硅源ꎬ采用水热合成法制备ＭＳＮｓ 优良的缓控释药物载体ꎮ２㊀纳米二氧化硅在医药领域的应用㊀２.１㊀用于疾病的诊断㊀氨基官能化的介孔ＳｉＯ２材料是有效的脱氧核糖核酸吸附剂ꎬＤＮＡ吸附在固体材料上可用于疾病的遗传诊断ꎬ基因传递和生物传感器等领域[１２]ꎮＭＳＮｓ可以作为磁共振造影剂应用于疾病的诊断ꎬ有望实现诊疗一体化[１３]ꎮ张泽芳等[１４]将氧化硅的前驱体与三嵌段共聚物连接成较小粒径的ＳｉＯ２￣共聚物杂化纳米体系ꎬ并与疏水材料自组装ꎬ构建了极稳定的近红外发光纳米探针ꎬ可用于小动物的整体荧光成像和前哨淋巴结成像ꎬ在疾病诊断领域有良好的应用前景ꎮ２.２㊀用于疾病的治疗㊀２.２.１㊀肿瘤治疗㊀化疗是当前肿瘤治疗主要手段之一ꎮＭＳＮｓ在肿瘤治疗领域具有许多优良特性ꎬ如ｐＨ敏感性可用于定位治疗[１５]ꎻ化疗与热疗联合可提高治疗效率[１６]ꎻＳｉＯ２纳米粒表面基团功能化可有助于药物精准释放ꎮ①ｐＨ响应的定位治疗ꎮ多柔比星(ＤＯＸ)介孔ＳｉＯ２纳米粒载药系统二氧化硅(ＤＯＸ￣ＭＳＮ)具有显著的药物缓释作用和ｐＨ敏感性[１７]ꎬ能在肿瘤细胞内部长时间滞留并缓慢持续释放药物ꎮ金新天等[１８]先用氨基修饰载ＤＯＸ的ＳｉＯ２ꎬ海藻酸与表面氨基结合对介孔进行封堵以抑制药物的释放ꎬ从而可减少对正常细胞的影响ꎮ肿瘤细胞中环境偏酸性ꎬ此时海藻酸与氨基的静电作用减弱ꎬ海藻酸从介孔脱落ꎬ抗肿瘤药物顺利释放ꎬ最终达到治疗肿瘤的目的ꎬ此方法有望解决化疗药物的全身不良反应以及长期用药引发的耐药性问题ꎮ曹杰等[１９]选择带负电荷的㊁溶解度和分子结构对ｐＨ均十分敏感的聚丙烯敏(ＰＡＡ)作为封堵分子ꎬ采用静电吸附的修饰方法ꎬ将ＰＡＡ修饰在氨基化的ＭＳＮｓ表面ꎬ制备了ｐＨ响应的ＭＳＮｓꎮ梁樱等[２０]实验采用多巴胺在高负载性的中空介孔ＳｉＯ２表面聚合形成一层对ｐＨ敏感的薄膜ꎬ研究结果显示中空介孔ＳｉＯ２比ＭＳＮｓ具有更高的载药率与释放速度ꎬ且可达到可控释放ꎬ在酸性环境下释放量远超过碱性环境ꎮ吉西他滨作为一种抗癌药物被加载到Ｆｅ３Ｏ４￣ＲＦ￣ｍＳｉＯ２微球的中孔中ꎬ发现微球表现出ｐＨ响应特性ꎬ此研究为有效评估磁性核￣壳微球在药物输送和癌症治疗中的应用提供了有效途径[２１]ꎮ②化疗与热疗联合的高效治疗ꎮ热疗是通过扰乱细胞膜或使蛋白变性ꎬ引发肿瘤细胞不可逆损伤ꎬ达到治疗肿瘤的目的[２２]ꎮ史嫣楠等[２３]以表面活性剂为模板ꎬ在金纳米星(ｇｏｌｄｎａｎｏｓｔａｒꎬＧＮＳ)表面生长介孔二氧化硅(ｍＳｉＯ２)ꎬ合成ＧＮＳ￣ｍＳｉＯ２ꎬ用ＧＮＳ￣ｍＳｉＯ２运载抗肿瘤药物ＤＯＸꎮ酸性介质中ꎬ近红外光照射下ꎬＧＮＳ可将光能转化为热能ꎬ细胞内蛋白变性被杀死ꎬ且随着温度升高运载药物ＤＯＸ的释放率大大提高ꎬ因此达到热疗与化疗联合治疗的效果ꎮ金新天等[１８]将透明质酸(ｈｙａｌｕｒｏｎｉｃａｃｉｄꎬＨＡ)通过酰胺键结合在介孔硅表面充当 门卫 ꎬ使得所载药物在正常环境中不释放ꎬＨＡ可有效识别结合表达ＣＤ４４的肿瘤细胞ꎬ肿瘤细胞中富含ＨＡ酶ꎬ可降解ＨＡꎬ药物载体在ＨＡ酶作用下实现选择性释放ꎬ达到靶向给药的目的ꎮ除此之外ꎬ此系统在近红外光照射下将光能转化成热能ꎬ结合光热治疗和化学治疗ꎬ提高肿瘤治疗效率ꎬ有望解决化疗药物的全身毒副作用和长期用药引发的耐药性问题ꎮ③纳米二氧化硅基团功能化的精准治疗ꎮＨＡ官能化的中空介孔ＳｉＯ２纳米颗粒呈现出更高的细胞摄取能力和肿瘤细胞毒性ꎬ该给药系统在癌症治疗领域具有巨大的潜力[２４]ꎮＺＨＡＯ等[２５]将带正电的聚乙烯亚胺纳米颗粒通过二硫键接枝到中空介孔ＳｉＯ２的孔口上ꎬ作为 守门人 将药物捕获在空心腔内ꎮ进一步将ＨＡ嫁接到中空介孔ＳｉＯ２表面ꎬ载有中空介孔ＳｉＯ２纳米颗粒表现出氧化还原和酶双重响应药物释放特性ꎬ且表现出优异的荧光性质和生物相容性ꎮＣＨＯ等[２６]用对温度敏感的ＰＥＧ/ＰＣＬ多嵌段共聚物作为 守门员 对ＭＳＮ进行了功能化ꎬ从而可以响应热休克刺激释放截留的药物ꎮＤＯＸ的释放是由于对热激刺激的 守门员 ＰＥＧ/ＰＣＬ结构的松动ꎮＬＩＵ等[２７]将苯基硼酸缀合的人血清白蛋白嫁接到ＭＳＮｓ表面作为密封剂ꎬ建立肿瘤微环境响应性药物传递体系ꎮ２.２.２㊀抗菌治疗㊀ＳｉＯ２微球表面可自动吸附和还原银离子ꎬ以其为载体ꎬ可合成绿色可循环使用㊁抑菌活性良好的ＳｉＯ２银纳米材料[２８]ꎮ利用ＳｉＯ２包裹纳米银胶ꎬ再对ＳｉＯ２/纳米银微球表面进行疏水性基团修饰ꎬ制备亲油性ＳｉＯ２/纳米银微球ꎬ应用于抗菌大理石中ꎬ能明显提高大理石的抗菌活性值[２９]ꎮ李炳坤等[３０]以正硅酸乙酯为硅源ꎬ十六烷基三甲基溴化铵为表面活性剂ꎬ在氨水催化下制备得到树枝状ＳｉＯ２微球ꎬ负载纳米银ꎬ抗菌效果大大提升ꎮ２.２.３㊀用于其他疾病的治疗㊀研究表明使用二氧化钛涂层的ＭＳＮｓ将药物递送至脉管系统可作为治疗心血管疾病的临床干预手段[３１]ꎮＪＩＡＮＧ等[３２]用氨基修饰中孔ＳｉＯ２颗粒ꎬ金属离子配位到中孔表面后ꎬ胰岛素通过与金属离子的配位键结合被加载到中孔ＳｉＯ２颗粒上ꎬ可作为胰岛素的ｐＨ敏感释放载体ꎮ脂质￣聚合物杂化纳米颗粒用于利多卡因的递送ꎬ可以作为局部麻醉治疗中利多卡因负荷的有效药物系统[３３]ꎮ３㊀用于天然产物的分离、运输及改性㊀许多天然产物本身具有很好的生物活性ꎬ有望作为药物的先导物进行开发研究ꎬ但水溶性极低㊁快速的系统清除㊁极易降解等特性ꎬ极大降低了它们的生物利用度ꎬ限制了临床应用ꎮ用ＳｉＯ２纳米材料运载这些药物ꎬ可提高药物溶解度ꎬ改善稳定性ꎬ扩展其应用范围ꎮ以分子￣印迹技术为原理ꎬ采用溶胶￣凝胶法ꎬ制备白藜芦醇ＳｉＯ２纳米粒表面分子印迹聚合物ꎬ对白藜芦醇具有较高的选择性和吸附性ꎬ可用于选择性分离富集白藜芦醇[３４]ꎮ顾小丽等[３５]研究发现相比沉淀聚合ꎬＳｉＯ２纳米粒表面聚合和介孔分子筛表面聚合法合成的黄芩苷分子印迹聚合物对黄芩苷具有最强的吸附能力ꎬ可用于高效分离富集黄芩苷ꎮ李娜等[３６]制备的姜黄素ＭＳＮｓ载药系统显著改善了难溶性姜黄素的溶出度和溶出速率ꎬ为提高水难溶性药物的生物利用度提供了思路ꎮ４㊀结论与展望㊀ＭＳＮｓ已广泛应用于药物递送㊁疾病诊断㊁疾病治疗等领域ꎬ在实现缓控释药物释放㊁联合治疗以及精准治疗等方面表现出巨大的潜力ꎬ有望成为抗肿瘤药物研发的重点ꎮ尽管ＭＳＮｓ有多种优良特性ꎬ但其安全性和生产方面仍存在较多不确定性:①目前针对(修饰后)ＭＳＮｓ的急性毒性和慢性毒性的研究尚不透彻ꎬ除进行动物安全性实验外ꎬ还需增加人体内安全性实验ꎬ为ＭＳＮｓ在生物医药领域的应用提供保障ꎻ②ＭＳＮｓ虽有较高的载药量ꎬ但目前大规模生产是一个难题ꎬ亟待解决ꎻ③目前对于不同作用类型的ＭＳＮｓ的生物学评价还不够完善ꎬ有待进一步研究与评价ꎮ参考文献[１]㊀ＫＲＥＳＧＥＣＴꎬＬＥＯＮＯＷＩＣＺＭＥꎬＲＯＴＨＷＪꎬｅｔａｌ.Ｏｒｄｅ￣ｒｅｄｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓｍｏｌｅｃｕｌａｒｓｉｅｖｅｓｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｂｙａｌｉｑｕｉｄ￣ｃｒｙｓｔａｌｔｅｍｐｌａｔｅｍｅｃｈａｎｉｓｍ[Ｊ].Ｎａｔｕｒｅꎬ１９９２ꎬ６３９７(３５９):７１０－７１２.[２]㊀ＫＥＣＨＴＪꎬＳＣＨＬＯＳＳＢＡＵＥＲＡꎬＢＥＩＮＴ.Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅｆｕｎｃｔｉｏｎ￣ａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｏｕｔｅｒａｎｄｉｎｎｅｒｓｕｒｆａｃｅｓｉｎｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓｓｉｌｉｃａｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ[Ｊ].ＣｈｅｍＭａｔｅｒꎬ２００８ꎬ２０(２３):７２０７－７２１４. 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氨基化介孔二氧化硅纳米粒子300nm【氨基化介孔二氧化硅纳米粒子300nm的应用与研究】1. 引言氨基化介孔二氧化硅纳米粒子300nm，作为一种重要的纳米材料，在生物医药、化学合成、材料科学等领域具有广泛的应用前景。

本文将深入探讨氨基化介孔二氧化硅纳米粒子300nm的物理化学特性、制备方法、以及其在药物输送、生物标记和催化反应中的应用与研究情况。

2. 物理化学特性氨基化介孔二氧化硅纳米粒子300nm具有较大的比表面积和孔容量，表面含有丰富的氨基官能团。

由于其粒径适中，具有良好的分散性和生物相容性，因此在生物医药领域备受关注。

氨基化介孔二氧化硅纳米粒子300nm还具有可调控的孔径和孔道结构，为其在药物输送和催化反应中的应用提供了便利。

3. 制备方法目前，氨基化介孔二氧化硅纳米粒子300nm的制备方法主要包括溶胶-凝胶法、模板法和原位合成法。

其中，溶胶-凝胶法可通过控制硅源和模板剂的种类、比例和条件来调控粒子的形貌和孔结构，制备出具有一定粒径和孔径的氨基化介孔二氧化硅纳米粒子300nm。

4. 应用与研究在药物输送方面，氨基化介孔二氧化硅纳米粒子300nm可作为载体，将药物吸附在其孔道内部，通过控制释放速率和改变表面性质，实现对药物的控制释放，提高药物的生物利用度和减少毒副作用。

氨基化介孔二氧化硅纳米粒子300nm还可作为生物标记物，结合特定的靶向分子，用于生物成像和诊断。

在催化反应方面，氨基化介孔二氧化硅纳米粒子300nm的大比表面积和丰富的表面活性位可作为催化剂的载体，具有较高的催化活性和选择性，可应用于有机合成、环境保护和能源转化等领域。

5. 个人观点与展望在未来，我对氨基化介孔二氧化硅纳米粒子300nm的研究和应用充满期待。

随着纳米技术和材料科学的不断发展，我相信氨基化介孔二氧化硅纳米粒子300nm将在生物医药、化学合成和环境领域发挥更大的作用，为人类健康和可持续发展作出更大的贡献。

6. 总结本文围绕氨基化介孔二氧化硅纳米粒子300nm展开了深入的探讨，从物理化学特性、制备方法到应用与研究，全面介绍了该纳米材料的重要性和潜在应用价值。

无机纳米材料应用下生物医学论文无机纳米材料应用下生物医学论文1无机纳米材料在生物医学上的应用1.1药物载体许多药物都有细胞毒性，在杀死病毒细胞的同时，也会对正常细胞造成损伤。

因而，理想的药物载体不仅应有较好的生物相容性、较高的载药率，还应具有靶向性，即到达目标病灶部位才释放药物分子。

无机纳米材料的大小和表面的电荷等理化性质决定了纳米材料的性能，研究这些可控特性可应用在生物医学领域中。

例如，用多孔硅作为药物载体递送柔红霉素，治疗视网膜疾病持续时间从几天延长到3个月。

通过调控将纳米粒子孔径从15nm变为95nm，使柔红霉素的释放率增大了63倍，从而调控药物的释放。

用介孔二氧化硅纳米粒子运载化疗药物、探针分子向肿瘤细胞进行递送，可用于癌症等疾病的靶向性治疗和早期诊断。

介孔二氧化硅在药物传输、靶向给药、基因转染、组织工程、细胞示踪、蛋白质固定与分离等方面有广泛的应用。

碳纳米管及其衍生材料可开发用于电敏感的透皮药物释放，又可作药物载体进行持续性释放。

比如，用超支化聚合物修饰碳纳米管，可以从复合物的羟基末端聚集活性基团，从而增强溶解性能，作为抗癌的药物载体，也可以用作药物缓释载体。

用聚乙烯亚胺修饰多壁碳纳米管，分散性好，能降低对细胞的毒性，进一步结合在壳聚糖/甘油磷酸盐上，能增加凝胶的机械强度。

同时，改变溶液的pH值、温度等来构建具有双缓释功能的温敏性凝胶，能减少凝胶的突释现象。

纳米钻石（dND）装载化疗药物具有较低的毒性和较高的生物兼容性。

将叶酸等靶向分子修饰纳米钻石表面，用于装载抗癌药物，以H2N-PEG-NH2作为桥梁分子，形成纳米靶向载药系统，对C6细胞具有靶向作用，为研制肿瘤靶向治疗提供了参考依据。

为了避免被单核细胞、巨噬细胞系统等非特异性吸收，并让药物优先进入肿瘤细胞，用超支化缩水甘油（PG）修饰纳米钻石得到dND-PG，有较好的生物相容性，能避免被正常细胞的巨噬细胞非特异性摄取。

加载抗癌药物阿霉素显示出对肿瘤细胞具有选择性的毒性作用，可作为肿瘤药物载体，对肿瘤细胞进行选择性给药。

介孔二氧化硅纳米粒聚集介孔二氧化硅纳米粒是一种具有介孔结构的纳米材料，具有高比表面积、孔道可调控及较好的化学稳定性等特点。

它在材料科学、化学、生物医学等领域具有广泛的应用前景。

首先，介孔二氧化硅纳米粒具有高比表面积。

纳米材料的特点之一就是具有巨大的比表面积，这使得纳米材料具有较强的活性和吸附能力。

相比之下，普通二氧化硅微粒的比表面积较小，而介孔二氧化硅纳米粒通过合适的表面处理和调控孔道大小，能够增加纳米颗粒的表面积，从而提高其吸附能力和催化性能。

其次，介孔二氧化硅纳米粒具有可调控的孔道结构。

介孔纳米材料通常具有均匀分布的孔道结构，可以通过改变合成条件来调控孔道直径和长度，从而实现对纳米粒的性能和应用的调控。

这种可调控的孔道结构使得介孔二氧化硅纳米粒在吸附、催化、分离等方面有着独特的应用优势。

此外，介孔二氧化硅纳米粒还具有较好的化学稳定性。

二氧化硅本身就具有较好的化学稳定性，而通过控制纳米粒的形貌和晶体结构等，可以进一步提高其化学稳定性。

这种化学稳定性使得介孔二氧化硅纳米粒在催化剂、药物载体等方面有着广泛的应用。

在材料科学方面，介孔二氧化硅纳米粒常用于制备催化材料、传感器材料和吸附材料等。

由于其高比表面积和可调控的孔道结构，可以提高材料的催化活性和传感性能，并具有较高的吸附能力。

这使得介孔二氧化硅纳米粒在环境监测、化学合成和废水处理等方面有着重要的应用。

在化学领域，介孔二氧化硅纳米粒被广泛应用于吸附、分离和催化等方面。

通过表面修饰和孔道调控，可以使介孔二氧化硅纳米粒具有特定的吸附性能，实现对有机污染物、重金属离子和大分子化合物等的高效吸附和分离。

此外，介孔二氧化硅纳米粒作为催化剂载体，可以提高催化剂的活性和稳定性。

在生物医学领域，介孔二氧化硅纳米粒被广泛应用于药物传输、生物成像和生物传感等方面。

通过调控孔道大小和表面修饰，可以将药物载体和靶向分子结合在介孔二氧化硅纳米粒上，实现药物的高效传输和靶向释放。

介孔二氧化硅纳米颗粒的不足
介孔二氧化硅纳米颗粒是一种应用广泛的纳米材料，具有可调控的孔径大小、高比表面积等优点，已被广泛应用于催化、吸附、药物传递等方面。

然而，介孔二氧化硅纳米颗粒仍存在一些不足之处。

首先，介孔二氧化硅的合成方法相对复杂，需要控制多个因素，如反应温度、酸碱度、溶液浓度等，使得合成过程容易受到环境影响，且操作难度较大。

其次，由于介孔二氧化硅纳米颗粒表面易产生缺陷，容易吸附水分、气体等物质，进而影响其应用性能。

同时，介孔二氧化硅纳米颗粒的稳定性也不够理想，容易发生聚集，使其孔径大小、比表面积等性能产生差异，影响其应用效果。

最后，介孔二氧化硅纳米颗粒在生物医学领域的应用仍面临挑战。

研究发现，介孔二氧化硅纳米颗粒在体内容易引起炎症反应、毒性反应等不良效应，可能对人体造成潜在危害。

因此，如何降低介孔二氧化硅纳米颗粒在生物体内的毒性，以及提高其生物相容性，是当前研究亟待解决的问题。

综上所述，介孔二氧化硅纳米颗粒的合成、稳定性和生物相容性等方
面仍存在不足之处。

未来的研究应该着重解决这些问题，提高介孔二氧化硅纳米颗粒的性能和应用效果，为其在更广泛领域的应用提供更强有力的支持。

介孔二氧化硅材料1介孔二氧化硅材料1介孔二氧化硅材料是一种具有高度有序孔道结构的纳米材料，其孔道大小在2到50纳米之间。

这种材料由一系列连续的孔道和孔壁组成，形成了一个具有巨大比表面积和可控孔径的结构。

这种特殊的结构赋予了介孔二氧化硅材料许多独特的物理、化学和生物学性质，使得其具有广泛的应用潜力。

制备介孔二氧化硅材料的方法主要可分为模板法和自组装法两类。

模板法是通过使用有机模板剂或无机模板剂来调控介孔材料的孔结构。

有机模板剂通常是有机物分子，如表面活性剂或聚合物，它们在材料制备过程中起到模板作用，形成孔道结构。

无机模板剂通常是硅酸盐等无机化合物，其分解后在材料中留下孔道结构。

自组装法则是通过调控溶液中的物质相互作用，使得材料自发地形成高度有序的孔道结构。

这种方法无需使用模板剂，制备过程简单且成本较低。

表征介孔二氧化硅材料的常用方法有扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、氮气吸附-脱附、X射线衍射（XRD）等。

SEM和TEM可以观察材料的形貌和孔道结构，了解其表观形貌特征。

氮气吸附-脱附实验可以测量材料的孔道大小、比表面积和孔容等参数。

XRD可以分析材料的晶体结构和晶格参数。

介孔二氧化硅材料在许多领域都具有重要的应用价值。

例如，在催化领域，介孔二氧化硅材料可作为载体材料，具有高比表面积和孔道结构，能够提供更多有效的活性位点，从而提高催化反应速率和选择性。

在吸附分离领域，介孔二氧化硅材料可以作为吸附剂，具有大孔道和可调控孔径的特点，可用于分离和吸附小分子物质。

在药物输送领域，介孔二氧化硅材料具有高度可控的孔道结构和稳定的化学性质，可作为药物的载体，实现药物的缓慢释放，提高药效。

此外，在能量存储、生物传感器和环境治理等领域也具有广泛的应用潜力。

综上所述，介孔二氧化硅材料是一种具有特殊孔道结构和广泛应用前景的纳米材料。

通过模板法和自组装法等方法可以制备出具有高度有序孔道结构的介孔材料。

通过SEM、TEM、氮气吸附-脱附和XRD等方法可以对其进行表征。

介孔二氧化硅因其独特的物理化学性质而拥有诸多优势，主要体现在以下几个方面：
1. 高表面积：介孔二氧化硅具有巨大的比表面积，这意味着它拥有丰富的内表面活性位点，这在吸附、分离和催化过程中尤其有利，因为更多的物质可以与孔壁接触，从而提高反应效率和吸附容量。

2. 统一且可调的孔径分布：介孔二氧化硅的孔径大小可以在较宽范围内调控，这对于选择性传输或吸附特定尺寸的分子至关重要，适用于分子筛分、药物控释等领域。

3. 生物相容性良好：二氧化硅作为一种无毒且稳定的生物材料，能够在生物体内表现出良好的生物相容性和生物稳定性，适合用于生物医学应用，如药物载体、生物成像探针、细胞标记等。

4. 易于表面修饰：介孔二氧化硅表面易于进行化学功能化修饰，通过接枝不同的官能团，可以赋予材料特定的亲水性、疏水性、电荷特性或其他功能性，以满足不同应用的需求。

5. 良好的分散性：介孔二氧化硅在水、有机溶剂（如乙醇）中具有较好的分散性，有利于在多种介质中均匀分散和稳定存在。

6. 载药量高：由于其孔道结构和大的内表面积，介孔二氧化硅可以负载大量的药物分子，从而提高药物载带效率。

综上所述，介孔二氧化硅凭借这些独特优势，在环保、能源、医药、材料科学等诸多领域都展现出广阔的应用前景。

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介孔二氧化硅纳米粒作为中药控释和靶向载体在肿瘤治疗中的应用进展李楠;刘岩;郭盼;黄瑞;刘志东【期刊名称】《天津中医药大学学报》【年(卷),期】2017(36)3【摘要】介孔二氧化硅因具有有序介孔结构、比表面积大、生物相容性好及表面易于修饰等特点,在生物医药等领域显示出了极大的应用前景。

文章主要专注于介孔二氧化硅纳米粒子的发展,主要讨论了药物的可控释放和靶向修饰。

通过修饰介孔二氧化硅纳米颗粒(MSNs)使其具有刺激响应的特性实现可控释药,内部刺激响应主要包括,p H响应、氧化-还原响应和生物分子响应等;外部刺激主要包括磁、光等。

同时详细介绍了多功能化介孔二氧化硅纳米粒。

对目前介孔二氧化硅基药物输送体系在实际应用中存在的问题进行了分析并对其未来的发展前景进行了展望。

【总页数】6页(P161-166)【关键词】二氧化硅纳米粒;肿瘤;靶向载体【作者】李楠;刘岩;郭盼;黄瑞;刘志东【作者单位】天津中医药大学;天津工业大学【正文语种】中文【中图分类】R730.5【相关文献】1.介孔分子筛作为药物载体应用于缓/控释及靶向制剂的研究进展 [J], 刘勋;顾艳丽;王瑛;金星;任常胜;崔颖;王慧敏2.介孔二氧化硅纳米颗粒结合神经干细胞构成靶向光敏药物运输载体用于肿瘤治疗[J], 张卫佳;陈家树3.功能化介孔二氧化硅纳米粒子在恶性肿瘤诊疗中的应用进展 [J], 余艺;万晨露;廖玉霞;贺震旦;李颖4.介孔二氧化硅在癌症化疗药物控释和靶向输送中的应用进展 [J], 穆京海;叶舟;张权;尹健5.介孔二氧化硅纳米颗粒结合神经干细胞构成靶向光敏药物运输载体用于肿瘤治疗[J], 张卫佳;陈家树;;因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。