[发明专利]一种疏水性介孔纳米材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种介孔纳米材料及其制备方法和应用，具体说，是涉及一种可用于增强低强度超声波空化效应强度的疏水性介孔纳米材料及其制备方法和应用，属于功能材料技术领域。

背景技术

目前肿瘤的发病率越来越高，肿瘤已严重地威胁着人们的生存质量和生命，恶性肿瘤已成为本世纪危害人类健康的头号杀手。针对肿瘤的治疗主要包括手术切除、化学疗法和放射疗法；但三种治疗方法均存在明显的毒副作用，均不能单独成为一种根治肿瘤的有效手段。因此，寻求一种安全、有效、快捷、毒副作用小的治疗手段成为肿瘤治疗研究中的新课题。

超声治疗作为一种非侵入式的肿瘤治疗方案，越来越受到医学界的关注。超声治疗在治疗肿瘤的应用已有近百年历史。近年对超声生物学效应的研究表明，低频超声科作为一种治疗肿瘤的潜在手段，诱导细胞凋亡是超声治疗恶性肿瘤的重要生物学机制之一。低频超声在组织中衰减低，与同等声压级下的高频超声相比，低频超声在组织中进入组织的深度更大，且低频低强度超声对组织引起的热效应较弱。有研究表明，正常细胞对低频超声的生物学效应有很好的抵抗力，而恶性肿瘤则更敏感一些。因此，若能实现采用低频超声实现有效的肿瘤治疗，则可避免传统上基于高强度超声加热治疗所带来的一些不利因素。同时，对纳米材料生物效应及其毒理学的研究发明，部分纳米材料可引起细胞结构的改变，产生对细胞的毒性，从而诱导细胞凋亡。也有文献公开了低强度超声可增强ADR、AZQ对CHO、MCF-7WT细胞的细胞毒作用，文献分析这可能是超声使细胞内聚集量增加所致。超声也可用于使微粒中的药物进入细胞组织。

目前纳米材料和器件在肿瘤治疗中的应用也进行了广泛深入的研究。无机纳米介孔结构材料（如介孔二氧化硅等）由于其具有均一的孔道结构、大的孔容和比表面积、表面易于化学改性以及良好的生物相容性等优异的性能，在生物领域被广泛应用于生物活性酶的吸附固定、生物催化、生物传感器、DNA的传递释放以及药物控释等。有文献（科技导报2008,26（22），P66-70）公开了采用碳纳米管能够强化低频低强度超声诱导肿瘤细胞凋亡效果，有可能成为肿瘤治疗的一种有效手段。但其具体作用机制尚未得到完整认识，确定纳米颗粒类型、颗粒浓度、超声作用时间、强度、频率等适用于治疗的参数还存在一定困难。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种可用于增强低强度超声波空化效应强度的疏水性介孔纳米材料及其制备方法和应用，实现低强度超声波对肿瘤的有效治疗。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种疏水性介孔纳米材料，由表面含有羟基的有序介孔材料与偶联化试剂反应而得，所述的偶联化试剂选自如下通式中的任意一种：Cl-SiR_3或RO-SiR₃，其中的R基团包含有疏水性有机基团。

作为一种优选方案，所述的R基团包含有选自烷烃基、烯烃基、炔烃基、氟烷基、苯基等疏水性有机基团中的任意一种或几种，例如：

作为进一步优选方案，所述的偶联化试剂为六甲基二硅氮烷、四甲基二硅氮烷、1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氮烷、三甲基氯硅烷、三乙基氯硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷、三氟丙基三乙氧基硅烷或十七氟癸基三甲氧基硅烷。

作为一种优选方案，所述的有序介孔材料的孔道直径为2～50nm、粒径为20～800nm、比表面积为100～2000m²/g。

作为进一步优选方案，所述的有序介孔材料为MCM-41、MCM-48、SBA-15、MSU、球状介孔羟基磷灰石或层状介孔羟基磷灰石等有序介孔材料。

一种所述的疏水性介孔纳米材料的制备方法，包括如下步骤：在无水条件下使有序介孔材料与偶联化试剂进行缩合反应。

作为一种优选方案，所述缩合反应的操作如下：将有序介孔材料用有机溶剂充分分散，然后加入偶联化试剂，在无水条件下、于0～100℃搅拌反应2～48小时；结束反应，用有机溶剂洗涤，干燥；有序介孔材料与偶联化试剂的摩尔比为1:(0.005～1)。

作为进一步优选方案，所述缩合反应的操作如下：将有序介孔材料用正已烷充分分散，然后加入偶联化试剂，在无水条件下、于20～80℃搅拌反应6～48小时；结束反应，用正已烷、乙醇依次洗涤，于30～200℃干燥；有序介孔材料与偶联化试剂的摩尔比为1:(0.01～0.1)。