[發(fā)明專利]一種可見(jiàn)光響應(yīng)轉(zhuǎn)變表面極性的二氧化硅納米粒子的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110046123.9
• 申請(qǐng)日: 2021-01-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112898803B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 史林啟;鄧飛;劉勇;馬如江;劉陽(yáng);安英麗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南開(kāi)大學(xué)
• 主分類號(hào): C09C1/30
• 分類號(hào): C09C1/30;C09C3/12;C09C3/10;C09C3/08;C07D407/06;C01B33/18;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 天津耀達(dá)律師事務(wù)所 12223
• 代理人: 張耀

一種可見(jiàn)光響應(yīng)轉(zhuǎn)變表面極性的二氧化硅納米粒子的制備方法，屬于有機(jī)無(wú)機(jī)雜化智能材料領(lǐng)域，該方法在二氧化硅納米粒子表面同時(shí)修飾了具有光響應(yīng)性質(zhì)的供?受體斯坦豪斯加成物Donor?acceptorStenhouseadducts(DASA)分子和親水性的短鏈PEG，構(gòu)建了具有復(fù)合表面結(jié)構(gòu)的納米粒子。二氧化硅表面的DASA分子能夠在可見(jiàn)光下由有色轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)色，非極性轉(zhuǎn)變?yōu)闃O性，PEG化極大提高了納米粒子在溶劑中的分散穩(wěn)定性。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)：該方法操作簡(jiǎn)單，通過(guò)可見(jiàn)光調(diào)節(jié)二氧化硅納米粒子的表面極性，對(duì)生物樣品友好，為設(shè)計(jì)制備具有光響應(yīng)性復(fù)合表面結(jié)構(gòu)的納米粒子提供了策略。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于有機(jī)無(wú)機(jī)雜化智能材料領(lǐng)域，涉及一種可見(jiàn)光響應(yīng)轉(zhuǎn)變表面極性的二氧化硅納米粒子的制備方法。

背景技術(shù)

蛋白質(zhì)是一切生命的基礎(chǔ)，是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者，利用蛋白質(zhì)來(lái)解決生命體系的一些問(wèn)題是當(dāng)前的一種重要治療手段。蛋白質(zhì)藥物具有特異性強(qiáng)、免疫原性低等一系列突出的優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。但蛋白質(zhì)藥物穩(wěn)定性差，在高溫等一些刺激條件下容易失活，而且以往利用重組蛋白的方法獲得的蛋白往往以沒(méi)有活性的包涵體形式存在，限制了蛋白質(zhì)藥物的廣泛應(yīng)用。利用一些納米材料輔助蛋白質(zhì)重新折疊成正常蛋白恢復(fù)其生物功能是目前常用的手段之一，合理調(diào)控納米粒子表面與蛋白質(zhì)之間的相互作用至關(guān)重要。二氧化硅納米粒子生物相容性好，制備簡(jiǎn)單，大小可控，而且易于通過(guò)修飾得到不同表面結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的納米粒子。光響應(yīng)是一種良好的外源性刺激響應(yīng)，無(wú)接觸，無(wú)污染，而且能夠很好的從時(shí)間上與空間上進(jìn)行控制。因此在納米粒子表面修飾光響應(yīng)分子，可以通過(guò)光響應(yīng)前后分子極性、構(gòu)象的改變來(lái)調(diào)控其與蛋白質(zhì)表面的相互作用。目前常用的光響應(yīng)分子主要有偶氮苯、螺吡喃等，這些光響應(yīng)分子往往需要紫外波長(zhǎng)的光來(lái)進(jìn)行控制，這大大限制了其對(duì)生物樣品的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是制備表面可見(jiàn)光波長(zhǎng)響應(yīng)的二氧化硅納米粒子，并且通過(guò)修飾PEG，提高了納米粒子在水溶液中的分散性，方法操作簡(jiǎn)單，為設(shè)計(jì)具有復(fù)合表面結(jié)構(gòu)、能夠光響應(yīng)轉(zhuǎn)變表面極性的無(wú)機(jī)/有機(jī)雜化納米粒子提供了一種簡(jiǎn)便的策略。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種可見(jiàn)光響應(yīng)轉(zhuǎn)變表面極性的二氧化硅納米粒子的制備方法，我們首先通過(guò)溶膠-凝膠法制備了粒徑均一、大小可控的二氧化硅納米粒子，然后在通過(guò)硅烷偶聯(lián)劑在二氧化硅表面水解修飾上供體仲胺和PEG，最后通過(guò)供受體反應(yīng)制備出表面具有可見(jiàn)光響應(yīng)分子和PEG的二氧化硅納米粒子。包括以下步驟：

1)二氧化硅納米粒子的制備步驟，通過(guò)正硅酸四乙酯在一定體積的乙醇、水、氨水的混合溶劑中水解反應(yīng)，經(jīng)乙醇離心洗滌后，得到SiO₂納米粒子；

2)二氧化硅表面修飾供體胺的步驟，將步驟1)所得SiO₂納米粒子和N-[3-(三甲氧基硅基)丙基]苯胺分散在一定體積的重蒸甲苯中，經(jīng)反應(yīng)后得到表面修飾仲胺的二氧化硅納米粒子；

3)二氧化硅表面修飾PEG的步驟，將步驟2)所得表面修飾仲胺的二氧化硅納米粒子和聚乙二醇三甲氧基硅丙基醚分散在適量的重蒸甲苯中，經(jīng)反應(yīng)后得到表面修飾供體胺和PEG的二氧化硅納米粒子；

4)二氧化硅表面修飾光響應(yīng)的DASA分子的步驟，將步驟3)所得表面修飾仲胺和PEG的二氧化硅納米粒子與Meldrum’s受體分散在四氫呋喃中，反應(yīng)后得到表面修飾有光響應(yīng)DASA分子的復(fù)合殼層二氧化硅納米粒子。

具體方法如下：

1)SiO₂納米粒子的制備

量取一定體積的乙醇，水，氨水(25％)以30:1.5:1的體積比在圓底燒瓶里快速混合，攪拌1h后快速加入3％體積分?jǐn)?shù)的正硅酸四乙酯(TEOS)，室溫?cái)嚢?4h，用乙醇離心洗滌，反復(fù)3次，真空干燥得到白色粉末狀的SiO₂納米粒子。

2)SiO₂@NH的制備