[發明專利]一種對外界溫度或pH值響應的磁性介孔納米復合材料及其制備方法和應用

無效

• 申請號: 201110353198.8
• 申請日: 2011-11-09
• 公開（公告）號: CN102552942A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 吳惠霞;唐立輝;王亞培;楊仕平
• 申請（專利權）人: 上海師范大學
• 主分類號: A61K49/12
• 分類號: A61K49/12;A61K49/08;A61K47/32;A61K47/02;A61K47/04
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 吳瑾瑜

技術領域

本發明是涉及一種對外界溫度或pH值響應的磁性介孔納米復合材料制備及其生物應用，屬于納米復合材料技術領域。?

背景技術

磁性/介孔納米復合材料具有很好的穩定性和生物相容性，可以實現磁場靶向藥物傳輸和釋放，因此良好的應用前景。原子轉移自由基聚合(ATRP)是一種新型“活性”/可控自由基聚合方法，可按常規自由基聚合過程進行而不需要苛刻的聚合條件，能夠最有效地控制聚合物分子量、分子量分布和分子結構，因此利用ATRP原理在介孔氧化硅表面修飾聚合物是一種很好的辦法。通過在介孔氧化硅表面修飾環境響應聚合物，調節溶液的環境(如溫度、pH值等)可控制孔道的開放和閉合，從而實現介孔材料對藥物分子的控制釋放。?

發明內容

本發明旨在拓寬磁性介孔氧化硅材料的功能化應用，提供一種環境響應(pH、溫度)磁性介孔納米復合材料。?

本發明還提供了上述復合材料的制備方法和應用。?

為實現上述發明目的，本發明采用的技術方案如下：?

一種對外界溫度或pH值響應的磁性/介孔納米復合材料的制備及其生物應用，是在磁性材料上依次修飾二氧化硅、介孔二氧化硅和聚合物；所述磁性材料為Fe₃O₄，粒徑在70～120nm；二氧化硅層的厚度為15～25nm；介孔二氧化硅層的厚度為35～45nm；所述聚合物為聚丙烯酸或者聚N-異丙基丙烯酰胺，可以對外界環境的pH值或者溫度進行響應。?

磁性材料表面修飾介孔氧化硅一方面可以提高材料生物相容性，另一方面可以用于載藥；修飾聚丙烯酸或者聚(N-異丙基丙烯酰胺)聚合物可以對外界環境中的pH值或者溫度進行響應，提高材料的生物應用。?

這種環境響應(pH、溫度)磁性介孔納米復合材料，能對外界溫度或pH值響應，可用作制備磁共振成像材料尤其是磁共振T₂造影材料，以及用于制備藥物載體。?

本發明所述的一種對外界溫度或pH值響應的磁性介孔納米復合材料的制備方法原理是在水熱法制備的α-Fe₂O₃納米粒子上修飾一層二氧化硅，再修飾一層含有機硅酸鹽的氧化硅，接著通過熱處理除去造孔劑在最外層產生介孔，并將α-Fe₂O₃內核還原為Fe₃O₄；最后利用原子轉移自由基聚合法(ATRP)在介孔層表面修飾聚丙烯酸或聚(N-異丙基丙烯酰胺)，具體步驟包括：?

(1)將三價鐵鹽溶解于pH＝2.5～3.5的酸溶液中，95～105℃?下反應18～36小時；分離取固體得到α-Fe₂O₃納米粒子；洗滌干燥；?

所述三價鐵鹽中的鐵離子與酸溶液的摩爾體積比為0.012～0.024mol/L；?

(2)步驟(1)的α-Fe₂O₃納米粒子分散在蒸餾水中，超聲1～3小時，加入有機溶劑I和氨水，攪拌條件下加入正硅酸四乙酯，攪拌反應2～3小時；分離取固體，得到包裹二氧化硅的納米粒子；?

蒸餾水與有機溶劑I體積比為1∶6～1∶8；反應體系中氨的濃度為0.35～0.42mol/L；有機溶劑I為異丙醇；?

(3)步驟(2)得到的包裹二氧化硅的納米粒子分散在乙醇、蒸餾水和氨水的混合液中，攪拌條件下逐滴加入正硅酸四乙酯和十八烷基三甲氧基硅烷C18TMS，反應3～4h，取固體洗滌干燥；?

蒸餾水與乙醇體積比為1∶6～1∶8；反應體系中氨的濃度為0.71～0.79mol/L；?

(4)步驟(3)得到的固體在空氣氛圍550～600℃下煅燒5.5～6.5小時，然后在還原氣氛中于370～390℃還原3～4小時；得到包裹介孔二氧化硅的Fe₃O₄納米粒子；?

(5)利用原子轉移自由基聚合法，以丙烯酸叔丁酯或N-異丙基丙烯酰胺為單體，在步驟(4)所制備包裹介孔二氧化硅的Fe₃O₄納米粒子的介孔層表面修飾聚丙烯酸或聚(N-異丙基丙烯酰胺)。?

步驟(5)包括以下步驟：?

(a)步驟(4)處理后包裹介孔二氧化硅的Fe₃O₄納米粒子分散于甲苯中，超聲分散1～2h，氮氣保護條件下，加入氨丙基三乙氧?基硅烷(APS)，90～100℃回流18～20h，分離取固體洗滌干燥；?