[发明专利]一种多级孔介孔有机硅球及其制备方法

说明书

本发明涉及一种多级孔介孔有机硅球及其制备方法，具体涉及一种多级孔介孔二氧化硅纳米颗粒，所述二氧化硅纳米颗粒为同时具有大孔径和小孔径的多级孔结构，包括介孔二氧化硅球和包裹在所述介孔二氧化硅球表面的有机硅枝状壳层，所述介孔二氧化硅球的介孔孔径在3nm以下，所述有机硅枝状壳层的介孔孔径为4～9nm。本发明的多级孔介孔二氧化硅颗粒分散性好、比表面积高、孔容大、孔径分布均一可调。

技术领域

本发明属于微孔/介孔/大孔分子筛纳米材料技术领域，涉及一种多级孔介孔有机硅球及其制备方法。

背景技术

根据国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)规定，具有孔结构的材料分为微孔材料(孔径小于2nm)、介孔材料(孔径介于2nm和50nm之间)和大孔材料(孔径大于50nm)。自从1992年MCM-41型介孔SiO₂分子筛被Mobil公司的科学家合成出以来(Nature 1992,359,(6397),710-712.)，介孔SiO₂材料由于具有高的比表面积、大的孔容、均一的孔道结构，在化工催化、医药、纳米生物技术等领域显示出广阔的应用前景。在各种形貌的介孔SiO₂材料中，球形介孔SiO₂在纳米生物技术领域显示出广阔的应用前景。特别是大孔SiO₂纳米粒子，是最有实用价值的载体之一，可以广泛应用于催化、吸附、分离和药物的靶向输运等领域。多级介孔SiO₂纳米颗粒具有以下优点：(1)介孔壳层具有高的比表面积、大的孔容和均一的孔径分布；(2)大的空心部分具有高的物质担载量，可以担载药物、DNA和各种催化剂等；(3)易于改性的表面硅羟基容易整合其它的功能无机纳米粒子或者有机分子，得到多功能的杂化复合物。

然而，目前的合成工艺得到的有机SiO₂纳米颗粒的孔径虽大，可以同时负载大分子和小分子药物在孔道内，如siRNA、DNA和盐酸阿霉素等，但是不同的药物在同一孔道内由于电荷作用会互相干扰，不能够有效地发挥各自的作用。因此，开发新的合成工艺得到具有多级孔结构的SiO₂，使它同时具有大孔径(孔径>5nm)和小孔径，进一步通过对不同孔道的修饰实现对不同药物的分级负载，分级释放，从而实现分级治疗。在介孔有机硅实际用于医药领域具有重要的意义。

然而，传统的多级孔纳米材料主要是枝状有机高分子聚合物，它通过共价结合或静电吸附负载药物。作为传统的医用纳米材料，其优点在于，其生物相容性好且易降解。而其缺点在于，每一种枝状高分子聚合物一般只能负载一种药物，且很难实现持续的可控释放，这些缺点极大地限制了其作为多级孔材料的应用。另一方面，介孔二氧化硅作为一种无机载体，具有比表面积大，孔道均一，表面易于进行功能化修饰等优点，但介孔二氧化硅作为无机材料在体内不易降解一直是其在生物应用研究中待解决的重点问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种多级孔介孔二氧化硅纳米颗粒，为实现大分子和小分子物质的分级负载提供良好的载体。

在此，本发明提供一种多级孔介孔二氧化硅纳米颗粒，所述二氧化硅纳米颗粒为同时具有大孔径和小孔径的多级孔结构，包括介孔二氧化硅球和包裹在所述介孔二氧化硅球表面的有机硅枝状壳层，所述介孔二氧化硅球的介孔孔径在3nm以下，优选2～3纳米(例如，约为2.5nm)，所述有机硅枝状壳层的介孔孔径为4～9nm。