功能化介孔硅基材料的制备及其载药与催化性能
发布时间：2020-05-22 19:17
【摘要】：介孔硅基材料具有比表面积大、孔道结构多样、易表面修饰等优点,可在材料孔道及表面吸附多种分子,以制备药物载体、催化材料等多种功能化材料,进而广泛应用于生物传感、吸附分离、药物传递、催化等领域。其中纳米介孔硅(Mesoporous Silica Nanoparticles,MSN)作为一种具有生物相容性的介孔硅基材料,已被用于制备不同刺激响应型药物载体。酸响应是目前研究中最为广泛的内源响应方式,目前连接小分子酸响应基团与纳米介孔硅的方法存在合成条件苛刻、合成效率低等问题。因此,本文以温和的Click反应作为连接方法,进行了纳米介孔硅的有机接枝,制备了酸响应型纳米介孔硅药物载体,研究了结构与控释性能之间的构效关系,研发了高效的药物控释系统,主要研究工作概括如下:1.以阿霉素为模型药物,以叠氮基-端炔基的Click反应为连接方法,以2,3-二甲基马来酸酐为酸响应基团,制备了阿霉素-纳米介孔硅药物载体(Doxorubicin-MSN,Dox-MSN)。通过氮气吸脱附(N2-BET)、X射线衍射光谱(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)等手段表征了药物载体的结构;考察了该药物载体在不同pH条件下的药物释放行为、细胞毒性和细胞摄取定位行为。研究结果显示:纳米介孔硅表面通过叠氮基-端炔基的Click反应成功连接了酸响应型阿霉素前药;该药物载体在pH=4.0及5.0时可进行药物释放,并且释放量随酸性增强而提高,而在pH=7.4时几乎不释放药物;Dox-MSN具有与阿霉素相当的细胞毒性,可以被肿瘤细胞吞噬并释放出阿霉素。2.以喜树碱为模型药物,以巯基-双键的Click反应为连接方法,以甲硅烷基醚为酸响应基团,通过改变甲硅烷基醚的侧链来控制药物释放速率,制备了喜树碱-纳米介孔硅药物载体(Camptothecin-MSN,CPT-MSN)。通过核磁共振碳谱(13C-NMR)、X射线光电子能谱(XPS)、热重分析(TGA)、FT-IR等手段表征了侧链分别为甲基和乙基的两种药物载体MSN-Me-CPT和MSN-Et-CPT的结构;考察了两种药物载体在不同pH条件下的药物释放行为、细胞毒性和细胞摄取定位行为。研究结果显示:侧链为甲基与乙基的酸响应基团及喜树碱均通过巯基-双键的Click反应成功连接至纳米介孔硅表面;两种药物载体在pH=4.0时释放出药物,并且侧链为甲基的药物载体MSN-Me-CPT在1 h后喜树碱即释放完全,侧链为乙基的药物载体MSN-Et-CPT在2h后开始释放喜树碱,6 h后才释放完全,而在pH=7.4时两种药物载体均不进行药物释放;两种药物载体均具有与喜树碱相当的细胞毒性,可以被细胞吞噬并释放喜树碱。最终实现了纳米介孔硅药物载体在酸响应基础上对药物释放速率的控制。另一方面,金属掺杂的介孔硅基材料Silicalite-1被广泛用于催化各类反应,利用蒸汽辅助晶化法制备介孔Silicalite-1并进行金属掺杂的研究缺乏对不同金属及不同合成条件掺杂规律的认识。因此,本文采用蒸汽辅助晶化法分别制备了Co和Cu掺杂的介孔Silicalite-1,探索了不同合成条件下的金属掺杂规律,考评了其在生物质转化反应中的催化性能,研究了其结构与催化性能之间的构效关系,建立了活性位可控的Silicalite-1高效催化剂制备方法,主要研究工作概括如下:1.采用蒸汽辅助晶化法制备了 Co掺杂的介孔Silicalite-1催化剂Co@Silicalite-l,催化近临界甲醇中果糖的转化制备乳酸甲酯。对不同Co负载量的催化剂进行了拉曼光谱(Raman)、X射线吸收近边结构(EXANES)、XRD、TEM等结构表征,测试了其催化性能,并对效果最优的催化剂进行了重复使用性能考评与反应工艺优化。研究结果显示:Co负载量为1.21 wt%的催化剂具有最高的催化活性,Co主要以共价键形式均匀镶嵌在Silicalite-1骨架中,在180℃近临界甲醇中反应18h后可以达到97%果糖转化率与52%乳酸甲酯收率,并在焙烧处理后具有良好的重复使用性能;Co负载量为6.50 wt%的催化剂由于制备过程中前驱体脱水缩合形成了 Co3O4,导致Silicalite-1的骨架结构不完整,因此催化活性较低。2.在Co@Silicalite-1制备方法的基础上,利用氨水实现前驱体的预沉淀以制备高分散的CuO掺杂的Silicalite-1,催化近临界乙醇中糠醛的原位加氢制备糠醇。对不同Cu掺杂形式的Silicalite-1催化剂进行了 XRD、TEM、TGA等结构表征,测试了其催化性能、重复使用性能,并进行了反应工艺条件优化。研究结果表明,制备过程中引入氨水所得的催化剂中Cu以CuO形式高度分散在Silicalite-1孔道中,负载量为1.48 wt%,催化活性远高于Cu以共价键形式均匀镶嵌在Silicalite-1骨架中的催化剂;在240℃近临界乙醇中反应1.5h后可以达到91%糠醛转化率与88%糠醇收率,在焙烧处理后具有良好的重复使用性能。
【图文】：
从而减少给药次数，提供多种药物协同作用的可能。（２）实体肿瘤生长过快，导逡逑致新生血管的表皮细胞间隙要比正常血管的要大，此外肿瘤内部缺乏淋巴系统，，逡逑清除作用较弱，从而使特定尺寸大小的纳米药物载体（邋１００－４００ｎｍ）和大分子量逡逑的药物可以穿过肿瘤血管进入肿瘤组织并进行富集。这种肿瘤的n蛲钢土粼銮肯戾义嫌Γǎ澹睿瑁幔睿悖澹溴澹穑澹颍恚澹幔猓椋欤椋簦澹幔睿溴澹颍澹簦澹睿簦椋铮睿┘虺疲牛校倚вΓ郏担矗荩梢允迪帜擅滓┪镌劐义咸宥灾琢鱿赴陌邢蛟耸洹＃ǎ常┠擅滓┪锪己玫纳镨耆菪裕蛊淇梢愿涸匾┪镥义洗┕颂宓墓δ苄员；て琳希煌ü阅擅滓┪镌靥褰行奘危箍梢源锏椒律у义希Ч苊饽诨肪扯砸┪锏那宄郏担担海担叮荨＃ǎ矗┠擅滓┪镆仔奘蔚奶氐悖蛊淇梢允迪皱义隙嘀止δ堋Ｈ缃擅滓┪镌靥灞砻嫘奘味蕴匾焓芴逵星壳缀土Φ呐涮澹纯墒迪皱义夏擅滓┪镏鞫蛱匾焓芴褰械菟偷墓δ埽迪种鞫邢虻男Ч欢阅擅滓┪镌劐义咸褰蟹肿臃У纳杓疲谩胺拧倍蕴囟ㄌ跫ǎ穑取⑽露取⒐庹盏龋┑拇碳は戾义嫌纯刂破淇兀郏担罚唬担福荩梢怨菇ù碳は煊π椭悄苣擅滓┪镌靥濉＃ǎ担┠桑剂Ｗ拥腻义狭孔有в梢杂τ米魑锒咸秸耄迪终锪埔惶宓墓δ埽郏担梗薄ｅ义
本文编号：2676473
【图文】：
从而减少给药次数，提供多种药物协同作用的可能。（２）实体肿瘤生长过快，导逡逑致新生血管的表皮细胞间隙要比正常血管的要大，此外肿瘤内部缺乏淋巴系统，，逡逑清除作用较弱，从而使特定尺寸大小的纳米药物载体（邋１００－４００ｎｍ）和大分子量逡逑的药物可以穿过肿瘤血管进入肿瘤组织并进行富集。这种肿瘤的n蛲钢土粼銮肯戾义嫌Γǎ澹睿瑁幔睿悖澹溴澹穑澹颍恚澹幔猓椋欤椋簦澹幔睿溴澹颍澹簦澹睿簦椋铮睿┘虺疲牛校倚вΓ郏担矗荩梢允迪帜擅滓┪镌劐义咸宥灾琢鱿赴陌邢蛟耸洹＃ǎ常┠擅滓┪锪己玫纳镨耆菪裕蛊淇梢愿涸匾┪镥义洗┕颂宓墓δ苄员；て琳希煌ü阅擅滓┪镌靥褰行奘危箍梢源锏椒律у义希Ч苊饽诨肪扯砸┪锏那宄郏担担海担叮荨＃ǎ矗┠擅滓┪镆仔奘蔚奶氐悖蛊淇梢允迪皱义隙嘀止δ堋Ｈ缃擅滓┪镌靥灞砻嫘奘味蕴匾焓芴逵星壳缀土Φ呐涮澹纯墒迪皱义夏擅滓┪镏鞫蛱匾焓芴褰械菟偷墓δ埽迪种鞫邢虻男Ч欢阅擅滓┪镌劐义咸褰蟹肿臃У纳杓疲谩胺拧倍蕴囟ㄌ跫ǎ穑取⑽露取⒐庹盏龋┑拇碳は戾义嫌纯刂破淇兀郏担罚唬担福荩梢怨菇ù碳は煊π椭悄苣擅滓┪镌靥濉＃ǎ担┠桑剂Ｗ拥腻义狭孔有в梢杂τ米魑锒咸秸耄迪终锪埔惶宓墓δ埽郏担梗薄ｅ义
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