[發(fā)明專利]鐵摻雜的二氧化硅空心納米球、復(fù)合材料、制備方法及應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810371472.6
• 申請日: 2018-04-24
• 公開（公告）號: CN108478816A
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吉日;詹維偉;周春;李曉鈺;夏蜀珺
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院
• 主分類號: A61K49/22
• 分類號: A61K49/22;A61K49/18;A61K49/00;B82Y5/00;B82Y15/00;C01B33/18
• 代理公司: 上海驍象知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31315
• 代理人: 趙俊寅

本發(fā)明公開了鐵摻雜的二氧化硅空心納米球、以其為原料制成的復(fù)合材料，以及相應(yīng)的制備方法和應(yīng)用，具體來說，本發(fā)明使用醋酸亞鐵為刻蝕劑，采用水熱法，在刻蝕二氧化硅實心納米球為空心的同時形成了摻雜鐵的硅酸鹽外殼，合成的摻雜金屬鐵的二氧化硅空心納米微球（Fe?HSNs）粒徑160～230nm，粒徑分布較均勻，并且表面有孔，為未來負(fù)載小分子藥物實現(xiàn)診療一體化提供基礎(chǔ)；Fe?HSNs超聲造影信號強(qiáng)、維持時間長，并且具有超聲造影及核磁共振雙模態(tài)成像功能。本發(fā)明制成的PEG?Fe?HSNs表面帶有大量羧基，可以與各種抗體結(jié)合實現(xiàn)組織和細(xì)胞靶向功能；具有超聲造影及核磁共振雙模態(tài)成像功能；另外PEG?Fe?HSNs可以被生物降解，不易沉積在體內(nèi)，并且細(xì)胞毒性小，具有較好的生物安全性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種納米材料，具體涉及一種鐵摻雜的二氧化硅空心納米球、復(fù)合材料、制備方法及應(yīng)用。屬于納米材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前大多數(shù)研究使用的超聲造影微泡為微米級，不能通過新生血管內(nèi)皮間隙進(jìn)入腫瘤或動脈硬化斑塊組織內(nèi)部，因為疾病狀態(tài)中的新生血管內(nèi)皮間隙至多允許直徑小于700 nm 的顆粒穿過（參見文獻(xiàn)1）；另外目前使用較多的磷脂類造影劑穩(wěn)定性較差，易破裂，限制了其穿過血管內(nèi)皮間隙進(jìn)入斑塊組織的能力。

具有空心結(jié)構(gòu)的二氧化硅納米/微米微球由于其密度低，比表面積大，穩(wěn)定性好，粒徑可控，具有較好的生物相容性，因此被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)等各個領(lǐng)域（參見文獻(xiàn)2-6）。但是硅氧鍵（Si-O）的優(yōu)點之一“穩(wěn)定性好”也為納米空心二氧化硅生物應(yīng)用帶來了困擾，因為SiO₂體內(nèi)不易代謝，會長時間聚集在各個組織器官。Trogler等人（參見文獻(xiàn)7）曾經(jīng)通過將三價鐵與二氧化硅摻雜，增加了SiO₂在血清溶液中的生物可降解性，但該方法制備的納米SiO₂表面無孔，限制了其生物利用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種鐵摻雜的二氧化硅空心納米球，以及以其為原料制成的復(fù)合材料，它們具有超聲和核磁共振雙模態(tài)成像功能，并且具有生物可降解性。

本發(fā)明還提供了上述鐵摻雜的二氧化硅空心納米球及復(fù)合材料的制備方法及應(yīng)用。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

鐵摻雜的二氧化硅空心納米球（Fe-HSNs），為空心球狀結(jié)構(gòu)，外殼由摻雜有二價鐵和三價鐵的硅酸鹽納米片堆積而成，所述的硅酸鹽納米片之間存在孔隙。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案之一，所述鐵摻雜的二氧化硅空心納米球，其主要成分之一的分子式為Fe_2.45Si_0.55O₄。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案之一，所述空心納米球的粒徑為160～230nm。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案之一，所述空心納米球的表面積為222.8 m²/g，孔體積為0.50 cm³/g，平均孔隙為4.5 nm。

上述鐵摻雜的二氧化硅空心納米球的制備方法，包括以下兩個步驟：

（1）二氧化硅納米實心球的制備；

（2）使用醋酸亞鐵刻蝕二氧化硅納米實心球：在無氧環(huán)境下，將醋酸亞鐵溶于二次蒸餾水中，加入二氧化硅納米實心球，超聲分散均勻，轉(zhuǎn)移至180～200℃的烘箱內(nèi)反應(yīng)12～24小時，離心即得。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案之一，步驟（1）中采用St?ber法制備二氧化硅納米實心球，具體方法如下：