[发明专利]多重敏感智能型纳米容器及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种多重敏感智能型纳米容器及其制备方法和应用。所述的多重敏感智能纳米容器以N‑烷基‑4‑(1’‑甲酸二茂铁基)胱胺为分子轴承，葫芦脲[7]为大环分子，形成的准轮烷对介孔二氧化硅微球表面进行修饰，苯并三氮唑经吸附贮存在介孔二氧化硅微球内部。首先将介孔纳米二氧化硅微球与氯甲基三乙氧基硅烷在无水甲苯中进行脱醇反应，然后以N‑烷基‑4‑(1’‑甲酸二茂铁基)胱胺为分子轴承，在二氧化硅微球表面改性准轮烷，最后将产物分散在苯并三氮唑的缓冲溶液中，加盖葫芦脲[7]，得到多功能智能纳米容器。本发明的智能纳米容器对酸碱灵敏度高，并且可以实现电压可控释放，达到酸碱电压三重响应，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于材料科学技术领域，涉及一种多重敏感智能型纳米容器及其制备方法和应用。

背景技术

纳米容器是指具有纳米尺度的能储存及释放所需物质的中空材料。介孔二氧化硅纳米颗粒具有包裹量大、表面易修饰及生物相容性好等优点，已经作为理想的纳米容器应用于生化领域的研究中。其中，将一些响应性分子或者基团修饰到介孔二氧化硅表面，制备形成智能化的介孔二氧化硅纳米容器，其不仅可以封堵孔道，阻止客体分子的“提前释放”，而且具有响应外部环境刺激释放客体分子的功能。目前，研究者们基于介孔二氧化硅纳米颗粒已经研制出响应pH、温度、光、氧化还原及酶等信号的一系列控制释放体系。

目前，智能纳米容器的应用非常广泛，可以应用在金属表面的防腐蚀、人体肿瘤细胞抗药物靶向载药传输等领域。主要的运行原理是根据大环主体分子和有机客体分子链形成主-客体化合物，形成的这个主-客体化合物在不同条件下分别会有不同的结合状态，利用不同的结合状态能够对分子进行封锁或者释放，从而达到根据环境不同而做出不同回应的效果。

智能纳米容器在防腐涂层上的应用，金属腐蚀问题一直是迫切需要解决的难题之一，功能性防腐徐料的研究已经成为该领域的研究热点。使用缓蚀剂是一种便捷、价廉、适用性强的防腐蚀手段。智能纳米容器在生物上的应用，临床上很多致癌药物在消灭病毒细胞的同时对正常细胞损伤也很严重，另外，由于许多生命活动都涉及到pH的变化，因此能够利用纳米容器装载药物并通过pH刺激响应来实现药物靶向释放的可控传输系统已成为众多学科的研究热点。

2005年，Zink等人利用联吡啶大环(包含4个吡啶基团的环状分子)作为介孔二氧化硅的封堵分子，构建了一种双稳态氧化还原控制的可逆开/闭的氧化还原分子开关，基于不同的氧化还原条件可以诱导CBPQT⁴⁺分子在R⁴⁺的哑铃部分的两个不同结合位点区域移动，实现了氧化还原刺激响应的可逆控制释放性能(Nguyen T.D.,et al.A reversiblemolecular valve[J].Proceedings of the National Academy of Sciences of theUnited States of America,2005,102,10029～10034.)。2008年，Yang等设计出了第一个基于葫芦脲的pH值响应纳米阀门体系，基于二胺结构的分子承轴和葫芦[6]脲修饰到介孔硅纳米粒子表面，通过调节pH值使葫芦脲[6]脲脱落，使用于监测的荧光物质从介孔中释放出来，展示了纳米阀门良好的控释效果(Angelos S.,et al.Angew.Chem.Int.Ed.[J],2008,47(12):2222-2226)。

发明内容

本发明的目的在于提供一种酸碱及腐蚀电位三重响应的多重敏感智能纳米容器及其制备方法和应用。

实现本发明目的的技术解决方案为：

多重敏感智能型纳米容器，其分子结构如下：