[发明专利]一种树枝状纳米硅颗粒的制备方法

说明书

本发明属于医药用纳米制剂辅料制备的新方法领域，具体涉及一种树枝状纳米硅颗粒的制备方法。该方法利用十六烷基三甲基卤化铵、正硅酸酯、脂肪酸盐和去离子水作为反应原料，合成出表面结构为中心辐射状孔结构的树枝状纳米硅颗粒。本发明的制备方法条件温和，环保，易于放大生产，得到的产物结构稳定，分散性良好，可作为生物大分子或者药物、催化剂分子等的载体使用。

技术领域

本发明属于医药用纳米制剂辅料制备的新方法领域，具体涉及一种树枝状纳米硅颗粒的制备方法。

背景技术

纳米药物载体具有重要的应用价值，已成为热门研究领域。介孔硅纳米材料（颗粒尺寸小于500纳米）具有较多的技术优点，例如较高的比表面积和孔体积、良好的胶体稳定性、优异的生物相容性等。此外，颗粒的尺寸、介孔孔径和形貌可以调整，颗粒表面和孔内部还可以通过化学修饰使其功能化，因此在生物医学领域（成像诊断、生物探针、生物催化、骨修复、支架工程、药物载体等）有广泛和重要的应用前景。

介孔纳米硅材料的良好吸附装载能力使其成为了药物载体的候选者。通常的介孔纳米硅材料，例如MCM-41，孔道整体呈平行六方晶结构排列，孔径小于3纳米，只适合吸附分子量较小的物质，深处的孔壁也很难接触到物质，因此吸附能力有限且易于饱和；此外，孔壁单薄，加热或受压后容易受到破坏。然而树枝状纳米硅颗粒具有从中心向外辐射的树枝状孔洞结构，稳定性好、表面孔径大（最大可到20纳米以上）、表面积大、具有良好的吸附装载能力（尤其是对生物大分子，包括核酸、蛋白质和脂类分子等）。因此在相关的医药和化学反应催化的研究和应用领域引起了广泛的兴趣。

已报道的制备树枝状纳米硅颗粒的方法主要有双相层化法和弱模板法等。但是，利用这些方法方便自如地制备出不同粒径或不同形貌的树枝状纳米硅颗粒仍然面临着巨大的挑战。有些方法大量地使用有机溶剂，不仅影响了产品的安全性，而且还给后续的放大生产制造了困难。因此，改进树枝状纳米硅制备的方法成为目前亟待解决的课题。

发明内容

鉴于现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种树枝状纳米硅颗粒的制备方法，该制备方法首次采用脂肪酸盐与阳离子表面活性剂作为混合表面活性剂制备树枝状纳米硅颗粒，本发明所制备的树枝状纳米硅颗粒为球形纳米颗粒，其化学本质为二氧化硅的聚合物，表面含有从颗粒中心向外的辐射状的孔结构。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种制备具有树枝状结构的纳米硅颗粒的方法，该方法利用十六烷基三甲基卤化铵、正硅酸酯、脂肪酸盐和去离子水作为反应原料，合成出表面结构为中心辐射状孔结构的树枝状纳米硅颗粒，所述脂肪酸盐与十六烷基三甲基卤化铵的摩尔比为0.25:1 - 2:1。

一种制备具有树枝状结构的纳米硅颗粒的方法，具体制备方法如下。

步骤1、将十六烷基三甲基卤化铵、脂肪酸盐与去离子水按比例混合，加热、恒温恒速磁力搅拌使其完全溶解。

步骤2、加入硅反应前体剂。

步骤3、反应时间为2-16小时；反应结束后4000转/分以上离心至少5分钟，弃上清；用水或乙醇重新分散、离心，重复清洗2-3次，干燥，得产物。

所述步骤1的脂肪酸盐（C_nH_2n-1O^2-）是碳数目为六到十四的单链脂肪酸盐。

所述步骤1的脂肪酸盐为含有锂、钠、钾、铯、镁、钙、锶、钡、锰、锌或铝的盐。

所述步骤1的十六烷基三甲基卤化铵是十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）或十六烷基三甲基氯化铵（CTAC）。

所述步骤2的硅反应前体剂是正硅酸乙酯、正硅酸甲酯、1,2-二(三乙氧基硅)乙烷等无机或有机硅源。

所述步骤2硅反应前体剂与去离子水的体积比（v:v）为0.6:10~ 1:5。