基于介孔二氧化硅的功能納米復合材料的合成及其性能研究.pdf

1、介孔二氧化硅納米材料（Mesoporous Silica,MSNs）因其獨特的孔道結構、較大的比表面積和較好的生物相容性等優(yōu)點，在吸附和醫(yī)藥載體方面有著廣泛的應用。但是，單純的二氧化硅材料功能比較單一，不能很好地滿足其應用領域內特定的需求，如：藥物釋放的可控性、細胞造影功能及吸附選擇性等，嚴重地限制了二氧化硅在實際生產、生活中的應用。因此，根據應用需求設計合成含功能基團的“智能型”聚合物，并與中空介孔二氧化硅復合，制備基于介孔二氧化硅材

2、料的多功能納米復合材料，成為了生物和環(huán)境等領域研究的熱點和焦點。
　　本論文以介孔二氧化硅為基底材料，采用較為簡單易行的方法與功能性無機納米粒子、有機小分子和功能性聚合物等復合，制備了一系列基于二氧化硅的“智能型”多功能納米復合物，分別用于抗腫瘤藥物的定向輸送及控制釋放，以及水體中有機污染物的去除。這類納米復合物不僅可以用于藥物的控制釋放，有效提高藥物利用效率，而且具備了熒光、磁性等特性，可以用于腫瘤的診斷及藥物載體的示蹤。另外，

3、此類復合物還可以用于從水體中選擇性地吸附-解吸附有機物小分子，在環(huán)境修復領域也有很好的應用前景。
　?。?）通過自組裝的方法將含葉酸靶向基團的pH-敏感兩親性聚合物（HAMAFA-b-DBAM）包裹在疏水性烷基鏈（C18）修飾的中空介孔二氧化硅納米顆粒（HMS）表面。在自組裝過程中加入疏水的超順磁性四氧化三鐵納米粒子（SPIONPs），SPIONPs就會被固定在聚合物的疏水段與HMS之間。由于兩親性聚合物上接枝了葉酸（FA）基團，

4、納米復合物（ HAMAFA-b-DBAM-coated DOX@HMS@C18@SPIONPs）可以靶向富集到葉酸受體高表達的腫瘤細胞內部。然后腫瘤細胞內部的弱酸性環(huán)境會刺激聚合物發(fā)生斷裂，從而釋放出負載在HMS內部的藥物。由于納米復合物內部包裹了SPIONPs，因此可以用磁共振造影來診斷腫瘤病灶部位以及藥物的輸送和釋放情況。將二氧化硅與無機納米粒子和聚合物進行復合，克服了納米粒子的功能性比較單一的缺陷，為制備基于介孔二氧化硅的多功能納

5、米復合物材料作了良好的鋪墊。
　　（2）為了更好地實現藥物的控制釋放，我們進一步設計了比pH-敏感聚合物更可控的可見光敏感聚合物（HFMP）用以包裹介孔二氧化硅納米粒子。同時，在自組裝的過程中將熒光基團RITC引入復合體系中。納米復合物（CRHMS@HFMP）在靶向進入葉酸受體高表達的腫瘤細胞內部后，經外界可見光照射，包裹在納米粒子表面的聚合物發(fā)生降解，從而將負載在內核及介孔孔道中的藥物釋放出來。由于RITC熒光基團的存在，該納米

6、復合物還可以用于細胞內熒光造影。
　?。?）在聚合物包裹中空介孔二氧化硅體系的基礎上進一步引入上轉換納米粒子和光敏劑，設計合成了同時具備抗腫瘤藥物的近紅外光控釋放、藥物治療及光動力學療法等雙重治療效果的高效型納米藥物載體。首先合成了Mn2+摻雜的上轉換納米粒子（UCNPs），然后包裹一層介孔二氧化硅，并在表面修飾長烷基鏈C18和光敏劑二氫卟吩e6（Ce-6），最后通過自組裝方法將單線態(tài)氧（1O2）敏感的兩親性聚合物包裹在納米粒子表

7、面。在近紅外光照射下，UCNPs吸收（980 nm）紅外光并轉化為紅光（660 nm），進一步激發(fā)Ce-6產生1O2，刺激聚合物發(fā)生降解，釋放負載在二氧化硅介孔孔道中的藥物。多余的1O2也被釋放出來，殺死周圍的腫瘤細胞。本體系在近紅外光控制藥物釋放的基礎上引入了光動力學療法，可以對癌癥起到更好的治療效果。
　　基于介孔二氧化硅的納米復合物不僅在醫(yī)藥載體領域有很好的應用，極大的比表面積和孔道容積也使此類材料在環(huán)境吸附等方面有很好的應

8、用前景。
　　（4）通過‘ship in a bottle’的方法將疏水性的分子印跡聚合物（MIP）引入到中空介孔二氧化硅納米粒子的中空內核處。由于二氧化硅表面的硅羥基表現出的親水性，納米復合物可以很好地分散于水相中。另外，包裹在內部的MIP可以通過HMS的介孔孔道很好地識別并吸附水溶液中的模板有機小分子。合成的納米復合物在環(huán)境、食品等領域都有著潛在的應用價值。
　?。?）為了解決納米復合物的循環(huán)使用以及有機小分子的原位降解

9、問題，我們將溫敏性功能聚合物引入到HMS內核處，并將納米復合物修飾到本身對有機小分子具有降解性的細菌表面。利用溫敏性聚合物在溫度改變下實現的吸附-解吸附性能和HMS的介孔孔道，可以對水溶液中的有機小分子進行富集，從而提高了有機小分子在細菌周圍的相對濃度，進而提高細菌生物降解有機物的效率。此種納米復合物表現出較好的重復使用性，在處理水溶有機小分子污染廢水方面有較好的應用前景。
　　將介孔二氧化硅材料與功能性無機納米粒子、有機小分子和