[发明专利]一种内掺杂多酚-金属网状物可降解二氧化硅颗粒的制备方法

说明书

本发明属于纳米材料制备领域，具体涉及一种内掺杂多酚‑金属网状物的可降解二氧化硅纳米颗粒的制备方法。本发明通过将金属‑多酚配位络合网状结构以掺杂方式进入二氧化硅缩聚网络体系，提高二氧化硅的孔隙率并通过酚羟基与硅醇的氢键作用进一步削弱二氧化硅的缩聚程度，实现加速二氧化硅水解降解目的。在弱酸性及高谷胱甘肽环境下，金属‑多酚配位络合的网状结构可发生解离，诱导二氧化硅骨架结构坍塌，纳米颗粒降解成更小的碎片并进一步降解、抽离出硅酸分子、多酚分子和金属离子，从而实现肿瘤微环境内药物载体的自降解。

技术领域

本发明属于纳米材料制备领域，具体涉及一种粒径均一、单分散、生物相容性好、生物可降解的内掺杂多酚-金属网状物的二氧化硅纳米颗粒的制备方法。

背景技术

纳米二氧化硅作为新兴纳米材料，在医疗和生物领域展现出众多傲人的特点，诸如生物相亲性好、表面易修饰等。但是因为二氧化硅的紧实结构特点，致使二氧化硅颗粒具有相当好的热稳定性，在细胞及活体内需要很长时间才能分解，易造成在组织器官中剂量累积，从而引起DNA损伤、蛋白质变性等并导致一系列的不良结果。因此，利用生物相关因素进行二氧化硅纳米材料的体内降解与清除已经变成世界范围的一个研究课题，是推动其能否成功向临床应用转化的重要先决条件，具有重要研究意义。

二氧化硅颗粒的孔隙或者说颗粒的缩合聚集程度是实现有效降解的关键因素。因此，目前解决硅纳米材料的体内降解与清除的思路主要是利用掺杂手段增加二氧化硅的孔隙率或搭建可降解结构骨架，尤其是发展利用肿瘤微环境的内在因素（如高活性氧环境、低pH、高谷胱甘肽浓度）可降解型硅纳米载体。多酚类化合物富含邻位酚羟基结构，可以作为一种多基配体与金属离子发生络合反应从而形成金属-多酚配位络合网状结构，这类结构分子量大，网络孔隙率高，而在弱酸性及高谷胱甘肽环境下网状结构可发生解离。因此，本发明拟通过将金属-多酚配位络合网状结构以掺杂方式进入二氧化硅缩聚网络体系，提高二氧化硅的孔隙率并通过酚羟基与硅醇的氢键作用进一步削弱二氧化硅的缩聚程度，实现加速二氧化硅水解降解目的。在弱酸性及高谷胱甘肽环境下，金属-多酚配位络合的网状结构可发生解离，诱导二氧化硅骨架结构坍塌，从而实现肿瘤微环境内药物载体的自降解。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备内掺杂多酚-金属配合物网络结构可降解二氧化硅纳米颗粒的方法。通过多酚-金属网状物掺杂二氧化硅骨架结构，提高二氧化硅的孔隙率，削弱二氧化硅的缩聚程度，实现加速二氧化硅水解降解目的。所获得的复合纳米颗粒具有良好的生物相亲性、单分散性、可降解等优点。这一工艺实现一步法合成可降解的二氧化硅纳米颗粒，合成过程中无需加入模板剂或是扩孔剂，合成步骤简单易行，成本低。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种制备内掺杂多酚-金属网状物可降解二氧化硅纳米颗粒方法：包括将多酚分子与硅源在碱性溶液中先反应一定时间，形成内掺杂多酚低聚体的初级二氧化硅结构的合成步骤（1）；在上述反应液中加入金属离子，继续反应一定时间，将反应物离心处理获得内掺杂多酚-金属网状物的二氧化硅纳米颗粒合成步骤（2）。

本发明所述的内掺杂多酚-金属网状物可降解二氧化硅纳米颗粒的制备方法，具体实验步骤如下：

a）将TEOS和一定量的多酚加入到体积比为60:1的乙醇-水溶液中，搅拌10 min使其混合均匀；逐滴加入氨水，在25℃条件下反应0.5 h，通过多酚分子的酚羟基与硅醇的氢键作用，使多酚低聚体很容易掺杂进二氧化硅的缩聚网络结构，从而获得内掺杂多酚低聚体的初级SiO₂颗粒。

b）在上述混合液中加入金属离子，继续在25℃水浴下反应5.5 h，利用金属离子与多酚的儿茶酚基团的配位作用形成多酚-金属网状物，可以固定更多的多酚分子在硅球内部，同时进一步提高二氧化硅的孔隙率。离心处理，沉淀用无水乙醇及去离子水清洗，最后获得内掺杂多酚-金属网状物的二氧化硅纳米颗粒。