[发明专利]一种核壳结构的构建方法

说明书

本发明提供了一种核壳结构的制备方法，包括以下步骤：A)将含有钙离子与水的乙醇溶液与核心材料混合，得到混合液；将所述混合液与碳酸氢铵的分解产物反应，得到包覆有碳酸钙层的纳米颗粒；B)将所述包覆有碳酸钙层的纳米颗粒与乙醇、正硅酸四乙酯、氨水、水、乙二胺四乙酸混合后反应，得到包覆有二氧化硅层的纳米颗粒。本发明利用非晶碳酸钙和二氧化硅的层层包覆，成功制备出了纳米多层核壳结构；以核心材料为载药核心为例其可应用在纳米颗粒的载药和控释中。这种新工艺可以实现对非晶碳酸钙或者二氧化硅夹层性质的灵活控制。

技术领域

本发明涉及纳米结构材料技术领域，尤其涉及一种核壳结构的构建方法。

背景技术

纳米多层核壳结构作为一种经典的纳米结构，由于其特殊的性质而受到广泛的关注，使其在医药、能源以及催化等多个领域都有普遍的研究和应用。现阶段核壳多层结构的制备策略主要包括胶束诱导与蚀刻等，工艺较为复杂，难以生成夹层数目较多的核壳结构，并且对夹层性质的调控能力不足，限制了核壳多层结构的应用。

非晶碳酸钙作为广泛存在于自然界的天然矿物碳酸钙的一种形式，其具有易降解、无毒性、可塑性好以及廉价易得等众多优点，被视为富有潜力的医药基质。但由于其热力学不稳定性，在水溶液中不能维持结构和性质的稳定性，使其在载药方面的实际应用受到了限制。同样，二氧化硅作为天然矿物组成成分，由于其优良的生物相容性和生物安全性被广泛应用于纳米载药领域，但其在机体内有限的降解能力成为了应用的阻碍。

欲实现对药物的足量载负，并防止其在体液循环中过早泄露，除了进行基团修饰，利用药物的物化特性阻止其扩散以外，最常用的方法就是增大外壳的厚度。由于二氧化硅在机体环境中的降解性有限，这种策略往往会造成硅壳降解的不完全，对机体造成潜在的负担。实际上，目前还没有一个简单手段可以兼得防止泄露和完全降解两种性质。同时，随着多功能化成为业界发展的趋势，核壳结构所具有的多个纳米夹层空间为多种功能的实现提供了可能性。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种核壳结构的构建方法，本申请提供的核壳结构的构建方法能够实现功能性材料的多功能化。

有鉴于此，本申请提供了一种核壳结构的构建方法，包括以下步骤：

A)，碳酸钙层的制备

将含有钙离子与水的乙醇溶液与核心材料混合，得到混合液；将所述混合液与碳酸氢铵的分解产物反应，得到包覆有碳酸钙层的纳米颗粒；所述核心材料选自最外层包覆有二氧化硅的纳米颗粒；

B)，二氧化硅层的制备

将所述包覆有碳酸钙层的纳米颗粒与乙醇、正硅酸四乙酯、氨水、水、乙二胺四乙酸混合后反应，得到包覆有二氧化硅层的纳米颗粒。

优选的，所述包覆有二氧化硅层的纳米颗粒的制备之后还包括：重复进行碳酸钙层的制备和/或二氧化硅层的制备。

优选的，在碳酸钙层的制备过程中，所述混合液中钙离子的浓度为0.1～10g/L；所述混合液中水与乙醇的体积比为1：(100～1000)；所述混合液中核心材料的含量为0.1～100mg，所述混合液的体积为1～100mL；所述反应的温度为20～40℃，所述反应的时间为12～48h。

优选的，在二氧化硅层的制备过程中，所述混合得到的混合液中，所述包覆有碳酸钙层的纳米颗粒的含量为0.1～1400mg；乙醇的体积为10～50mL；正硅酸四乙酯的体积为1～100μL；氨水的体积为0.1～1mL；乙二胺四乙酸的质量为0.01～1mg。

优选的，在二氧化硅层的制备过程中，所述反应的时间为12～36h。

优选的，在碳酸钙层的制备过程中，所述最外层包覆有二氧化硅的纳米颗粒为以功能性纳米颗粒作为核心，最外层包覆二氧化硅层的复合材料；所述功能性纳米颗粒包括氧化铁颗粒、上转换发光材料、金颗粒、载负有金属离子或者量子点的纳米颗粒或载药颗粒。