[发明专利]一种核壳结构材料及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种核壳结构材料及其制备方法与应用。

背景技术

由于金纳米粒子制备简单、性质稳定、生物相容性好及特殊的光电性质等优点，在生物医学体系有诸多应用。但是目前大量文献报道认为纳米金颗粒对许多细胞是有毒的，其中包括Hela细胞，因此已被用于治疗癌细胞。本发明发现将纳米金颗粒固定在固体球上形成核壳结构材料时，能够促进细胞的生长，而且没有毒性作用。

发明内容

本发明的目的是提供一种核壳结构材料及其制备方法与应用。

本发明提供的具有核壳结构的材料，也即SiO₂@AuNPs，由壳和核组成；

构成所述壳的材料为金；

构成所述核的材料为二氧化硅；

所述壳与核之间通过带氨基的表面活性剂相连；

其中，所述带氨基的表面活性剂与核之间通过硅氧键或物理吸附作用相连，与壳之间通过正负静电作用力相连；

所述核位于所述壳的中心，且被所述壳全包围。

上述材料中，所述核的粒径为80-800nm；

所述壳的厚度为0-20nm，且所述壳的厚度不为0；

所述带氨基的表面活性剂选自（3-巯基丙基）三甲氧基硅烷、（3-巯基丙基）三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、(3-氨丙基)三乙氧基硅烷、(3-氨丙基)三甲氧基硅烷和N,N-二（氨基乙基酰甲基乙基）十八烷基胺（简称C₁₈N₃）中的至少一种；

所述核壳结构的材料亦为按照如下方法制备而得的产品。

本发明提供的制备前述核壳结构的材料（也即SiO₂@AuNPs）的方法，包括如下步骤：

1）将氨基修饰的SiO₂溶液溶于金溶胶中搅拌过夜后，离心收集沉淀，再将所得沉淀溶于水中，得到SiO₂@AuNPs金种溶液；

2）在pH值为9-10的条件下，将步骤1）所得SiO₂@AuNPs金种溶液、金种生长剂的水溶液、保护剂和还原剂混合进行还原反应，得到所述材料。

上述方法的步骤1）中，所述氨基修饰的SiO₂溶液中，溶剂为乙醇；

所述金溶胶中，金的摩尔浓度为0-60mM，具体为48.6mM；

金的粒径为1-5nm；

所述氨基修饰的SiO₂溶液与金溶胶的体积比为0-0.08：1，具体为0.05：1，且所述氨基修饰的SiO₂溶液的体积不为0；

所述步骤2）中，保护剂选自PVP-K30、聚乙二醇和柠檬酸钠中的至少一种；其中，所述聚乙二醇的相对分子质量为200-900；

还原剂选自甲醛、硼氢化钠和盐酸羟胺中的至少一种；

所述SiO₂@AuNPs金种溶液、金种生长剂的水溶液、保护剂和还原剂的体积比为0-5：0-50：0-60：0-40，具体为1：10：0.02：0.01、1：25：0.04：0.025、1：40：0.06：0.04、1：10-40：0.02-0.06：0.04-0.04、1：10-25：0.02-0.04：0.01-0.025、1：25-40：0.04-0.06：0.025-0.04；其中，所述SiO₂@AuNPs金种溶液、金种生长剂的水溶液、保护剂和还原剂的用量均不为0；

所述还原反应步骤中，温度为室温，反应时间为8-24小时，具体为12小时。

另外，所述步骤1）中，SiO₂的乙醇溶液参照文献Stober,W.;Fink,A..Controlled Growth of Monodisperse Silica Spheres in the Micron Size Range.J.Colloid Interface Sci.1968,26,62-69提供的方法制得；

该方法具体包括如下步骤：

（1）将正硅酸乙酯（TEOS）和无水乙醇按一定比例混合搅拌15min，形成A液；

（2）将氨水、去离子水和无水乙醇按一定比例混合搅拌5min，形成B液；

（3）室温下，将A液滴加到快速搅拌的B液中，搅拌过夜即得。

氨基修饰的SiO₂溶液按照包括如下步骤的方法制备而得：