一种纳米金星负载的中空介孔二氧化硅的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于中空介孔二氧化硅领域，特别涉及一种纳米金星负载的中空介孔二氧化硅的制备方法。
【背景技术】
[0002]常见的分子影像学手段包括超声成像(Ultrasound Imaging，US)、X_射线断层扫描(X-ray computed tomography imaging，CT)和光声成像(Photoacoustic Imaging,PA)等。超声成像具有连续动态成像，但其分辨率和灵敏度低;CT成像虽然具有高的分辨率和灵敏度，但存在重建图像伪影多；光声成像抗干扰性好，但深层组织成像受吸收影响大。这三种成像模式各自存在着优势和不足，如果将多种成像模式相互结合、相互补充进行综合诊断分析，可以获取更丰富和更准确的影像信息。因此，发展多模态成像技术将成为提高肿瘤诊断准确度的一种趋势。造影剂作为分子影像学重要组成部分，通过适当的选择可以大大地加大病变组织和正常组织的对比度，从而提高成像诊断的灵敏性、特异性、安全性以及分辨率。目前临床常用的造影剂有:超声成像造影剂声诺维，CT成像造影剂Omnipaque。但是这些小分子造影剂都存在不可克服的缺陷，如一种造影剂只适应于一种成像模式，血液循环时间过短、无组织特应性和肾脏毒性大。近年来，随着纳米技术的发展，研究者发现基于纳米颗粒的造影剂可以克服以上小分子造影剂的内在缺陷。因此，开发一种新型、高效的多功能纳米颗粒造影剂，尤其是既能提高成像诊断的精准度，又能减小对机体的伤害的多模态成像造影剂变得非常有必要。
[0003]传统的肿瘤治疗手段有手术切除，化学治疗和放射治疗等，但这几种肿瘤治疗方法都存在毒副作用大和给药效率低等不足。光热治疗属于物理疗法，较强光吸收的材料能在近红外光下将光能转化为热能从而杀死癌细胞，达到肿瘤治疗的效果。其具有治疗时间短、疼痛少、副作用小和治疗特异性好等特点，是一种具有潜在广泛应用前景的肿瘤治疗方法。因此，开发研制新型安全的能够诱导肿瘤光热治疗的生物材料是当前推广光热治疗的必要前提。近年来纳米技术在生物医学领域尤其是在癌症的早期诊断和治疗方面得到了广大研究。通过对纳米材料的合理设计，开发一种集多模态成像和治疗为一体的新型、高效、多功能纳米平台成为可能，从而实现癌症的诊断和治疗的时空统一。
[0004]中空介孔二氧化娃具有尺寸均一，空腔结构和表面易功能化等特点。Wang等(WangX.et al.B1materials.2013,34:2057-2068.)制备中空介孔二氧化娃颗粒，在其表面负载了金纳米颗粒，其内部空腔中包裹PFH，得到了可以用于动物体内肿瘤超声成像的造影剂。而纳米金星具有结构可控，近红外强吸收等特点。Kh Iebt so V等(Khlebtsov B.etal.J.Nanopart.Res.2014,16:2623-2634.)发现了纳米金星在近红外处具有很好的紫外吸收值，深入研究了不同尺寸的金种子形成的纳米金星颗粒尺寸也不同，尺寸越大的纳米金星的紫外吸收峰的波长更大。而Li等(Li J.C.et al.B1materai I s.2015,38:10-21.)制备了 PEI稳定的Fe3O4/纳米金星核壳结构纳米颗粒，更为深入的研究了其在动物体内肿瘤模型中MR/CT成像和光热治疗的功能，结果表明纳米颗粒具有很好的MR/CT成像和光热治疗效果O
[0005]检索国内外有关多模态成像和治疗一体化纳米平台方面的文献和专利结果表明:目前还没有发现基于纳米金星负载中空介孔二氧化硅的US/CT/PA多模态成像和光热治疗为一体的多功能纳米颗粒的制备与应用方面的报道。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是提供一种纳米金星负载的中空介孔二氧化硅的制备方法，该方法制备得到的纳米颗粒具备优异的生物相容性和较长的体内血液循环时间，具有良好的US/CT/PA成像和光热治疗效果，为多模态成像造影剂和诊疗一体化平台的开发提供了一种新方法，应用前景广阔。
[0007]本发明的一种纳米金星负载的中空介孔二氧化硅的制备方法，包括:
[0008](I)将无水乙醇、超纯水和氨水在室温下混合，并在30-35°C水浴中搅拌30-60min，然后加入正硅酸乙酯TE0S，继续搅拌l-2h，得到实心二氧化硅颗粒SS12;接着加入预先混合的TEOS和碳十八烷基三甲基硅烷C18TMS的混合液，继续搅拌l_2h，离心收集，得到介孔硅包裹的实心硅颗粒mSi02@sSi02 ；
[0009](2)将上述mSi02@sSi02分散在无水碳酸钠溶液中，在80-90°C油浴中搅拌30-60min，冷却后离心，洗涤，冷冻干燥，煅烧，得到中空介孔二氧化硅颗粒HMSs ；
[0010](3)将上述HMSs溶于异丙醇中并超声分散，加入(3-氨基丙基)二甲基乙氧基硅烷MPTMS，在70-80°C油浴中回流8_10h，离心收集，洗涤，得到巯基修饰的中空介孔二氧化硅HMSs-SH；
[0011](4)将上述HMSs-SH溶于水中并超声分散，加入金纳米颗粒溶液，室温下搅拌48-72h，离心收集，得到金纳米颗粒负载的中空介孔二氧化硅HMSsOAu seed ；
[0012](5)将上述HMSsOAu seed溶于水中并超声分散，加入氯金酸溶液，搅拌2_4min，接着先后加入硝酸银溶液和抗坏血酸溶液，继续搅拌l_2h，离心收集，洗涤，冷冻干燥，得到纳米金星负载的中空介孔二氧化娃HMSsOstar Au；
[0013](6)将上述HMSsOstar Au加入到PE管中，加入全氟己烷PFH，密封PE管，在冰水中超声2-3min，离心收集，得到包裹Pi7H的中空介孔二氧化硅HMSsOstar Au-PFH；
[0014](7)将上述HMSsOstar Au-PHl分散在水中，加入一端为巯基的聚乙二醇mPEG-SH水溶液，室温下搅拌3-4h，离心收集，得到聚乙二醇修饰和包裹中空介孔二氧化硅HMSsOstar Au-PFH-PEG，g卩HAPP。
[0015]所述步骤(I)中无水乙醇、超纯水和氨水的体积比为21-24:2-5:1; TE0S、混合液中的TEOS和混合液中的C18TMS的体积比为2-5:2-4:1。
[0016]所述步骤(2)中无水碳酸钠溶液的浓度为0.6-0.9mol/L，mSi02@sSi02和无水碳酸钠的质量比为1:15-35。
[0017]所述步骤⑶中HMSs的异丙醇溶液的浓度为0.8-1.0mg/mL，HMSs和MPTMS的质量比为1:1-3。
[0018]所述步骤(4)中HMSs-SH的水溶液的浓度为2-5mg/mL，HMSs-SH和金纳米颗粒的质量比为20-30:1 ο金纳米颗粒制备为:将氯金酸溶液煮沸，在强烈搅拌下，加入柠檬酸钠溶液，继续搅拌15min，之后室温冷却，得到直径约为1nm的金纳米颗粒Au seed。其中氯金酸溶液的浓度为ImM，柠檬酸钠溶液的质量分数为I %，氯金酸溶液和柠檬酸钠溶液的体积比为3:20。
[0019]所述步骤(5)中HMSsOAu seed的水溶液的浓度为l_3mg/mL，氯金酸溶液的浓度为
0.3-0.6mmol/mL，硝酸银溶液的浓度为2-4mmol/mL，抗坏血酸溶液的浓度为0.1-0.3mol/mL；HMSsiAu seed溶液、氯金酸溶液、硝酸银溶液和抗坏血酸溶液的体积比为15:150-300:20-30:1-2。
[0020]所述步骤(6)中PFH溶液和HMSsOstar Au粉末的比值为2_4yL/mg。
[0021 ] 所述步骤(7)中HMSsOstar Au-Pi7H的水溶液的浓度为l-3mg/mL，mPEG-SH水溶液浓度为 10-20mg/mL，HMSs@star Au-Pi7H和mPEG-SH质量比为1:1-2。
[0022]所述步骤(7)中室温下搅拌为磁搅拌，搅拌速度为100-200r/min。
[0023]所述步骤(1)-(7)中的离心速度均为85001'/111；[11。
[0024]所述步骤(7)中得到的HAPP具有US/CT/PA多模态成像和光热治疗功能。
[0025]本发明使用透射电子显微镜(TEM)、电势粒径(DLS)、热重分析(TG，DTG)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)、氮吸附-脱附等温曲线、全反射红外吸收光谱