技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種多孔納米氟碳乳劑的制備方法，具體涉及一種在介孔二氧化硅孔道中，填充液態(tài)氟碳的制備技術(shù)。本發(fā)明屬于納米生物醫(yī)藥材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

全氟碳化合物是一類具有廣泛的生物醫(yī)學(xué)用途的大家族化合物，氟取代基賦予氟碳分子特殊的性質(zhì)，如熱學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)惰性，射線不透過性，良好的擴(kuò)散性，低表面張力，低黏度，高密度以及高氣體溶解度等。特別地，全氟碳化合物作為一種攜氧能力高、無毒、不含血液有形成份的血液代用品。它本身可攜氧、快速運(yùn)氧，并且具有擴(kuò)容作用，可不斷向組織供氧，同時(shí)可改善休克時(shí)的血液動力學(xué)狀況。但全氟碳化合物是惰性的，不能溶于血漿中，故其表面需經(jīng)活化劑乳化后才可輸入機(jī)體靜脈。因此，研究全氟碳化合物的載藥制劑已成為研究熱點(diǎn)。

無機(jī)介孔二氧化硅因具有較高的生物安全性，已在藥物靶向輸送、組織工程、基因傳輸治療、分子影像、無創(chuàng)手術(shù)增效治療等醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，對于諸如癌癥等重大疾病的早期診斷與高效治療具有重要的意義。近年來，將功能性物質(zhì)嵌入在介孔孔道中，制備多功能材料的已證明具有較高的研究意義和應(yīng)用價(jià)值。但正常介孔孔道的親水性，使得孔道吸附疏水性分子的能力明顯不足。因此，如何提高全氟碳化合物在介孔二氧化硅中的吸附量仍是研究的熱點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供以介孔二氧化硅為介質(zhì)，通過在孔道中修飾全氟碳表面活性劑，得到具有疏水性空腔的介孔二氧化硅，用于吸附全氟碳化合物，制備氟碳納米粒。該氟碳納米粒具有粒徑小、性能穩(wěn)定、生物相容性好、能進(jìn)一步滿足生產(chǎn)和應(yīng)用的需求。

為實(shí)現(xiàn)這樣的目的，在本發(fā)明的技術(shù)方案中，以十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）為模板劑，通過正硅酸乙酯（TEOS）和3-氨基丙基三甲氧基硅烷（APTES）共同作用制備表面氨基化介孔二氧化硅。進(jìn)一步地，以1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亞胺（EDC）和N-羥基琥珀酰亞胺（NHS）為偶聯(lián)劑，將不同含氟表面活性劑與表面氨基化介孔二氧化硅連接，最后與全氟碳化合物溶液混合，經(jīng)加熱攪拌、靜置、沉淀、分離、干燥等步驟，即可制備氟碳納米粒。

一種氟碳納米粒的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）將一定量的十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）溶解于180 mL 水中，攪拌15分鐘后，加入6 mmol NaOH；在劇烈攪拌下，逐滴滴加正硅酸乙酯（TEOS）；CTAB與TEOS的摩爾比為0.01:1~0.2:1；反應(yīng)物在25℃溫度下，緩慢攪拌10小時(shí)，得到的反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)室溫陳化12小時(shí)后，用二次蒸餾水洗滌，并于80℃下真空干燥12小時(shí)，最終在550℃空氣氛中煅燒6小時(shí)；將產(chǎn)物分散于100 mL甲苯溶液中，加入5~30 mL 3-氨基丙基三甲氧基硅烷（APTES），于60℃下回流24小時(shí)；產(chǎn)物分別用甲苯，甲醇和水各洗滌三次，烘干后得到介孔二氧化硅；

（2）在50 mL二甲基亞砜（DMSO）中加入氟碳表面活性劑，其摩爾量是APTES的1/4~1/2，完全溶解后分別加入與氟碳表面活性劑等摩爾的N-羥基琥珀酰亞胺（NHS）和1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亞胺（EDC），室溫下攪拌24小時(shí)；加入介孔二氧化硅，再次攪拌24小時(shí)后，將產(chǎn)物過濾，用無水乙醇、水洗滌三次，烘干后得到疏水性介孔二氧化硅；

（3）在50 mL乙醇溶液中，加入氟碳化合物，其與疏水性介孔二氧化硅摩爾比為0.01:1-10:1，同時(shí)加入質(zhì)量比為1%-20%助表面活性劑、質(zhì)量比為0%-30%增溶劑，在攪拌條件下，控制反應(yīng)溫度為20℃-80℃，反應(yīng)時(shí)間為1 h-24 h；反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)液至于4℃條件下，靜置24 h，待沉淀析出后，離心分離；分別用水和無水乙醇洗滌產(chǎn)品，并將產(chǎn)品置真空干燥箱中室溫干燥12 h，得白色固體。

所述的氟碳表面活性劑為全氟辛酸、全氟十二酸、七氟丁酸的一種。

所述的氟碳化合物為FC-77（全氟環(huán)醚），PFOB（全氟辛基溴），PFD（全氟萘烷）或PFMHP（全氟甲基環(huán)已基哌啶）的一種或其組合。

所述的表面活性劑為十六烷基三甲基溴化銨、十二烷基三甲基溴化銨、雙十八烷基二甲基溴化銨、十二烷基硫酸鈉、十二烷基磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、Triton X-100（聚乙二醇辛基苯基醚）、Tu-80（聚氧乙烯山梨醇酐單油酸酯），Span-60（山梨醇酐單硬脂酸酯），6501（椰油脂肪酸二乙醇酰胺），AEO-9（脂肪醇聚氧乙烯醚），Brij-35（月桂醇聚氧乙烯醚），Pluronic F68（聚氧乙烯80-聚氧丙烯30-聚氧乙烯80），Pluronic F127（聚氧乙烯100-聚氧丙烯70-聚氧乙烯100）或Pluronic P123（聚氧乙烯20-聚氧丙烯70-聚氧乙烯20）的一種或其組合。

所述的助表面活性劑為正丁醇，正己醇、正辛醇、丁二醇或丙三醇的一種或幾種混合物。

所述的增溶劑為Tu-80（聚氧乙烯山梨醇酐單油酸酯），6501（椰油脂肪酸二乙醇酰胺），AEO-9（脂肪醇聚氧乙烯醚），Brij-35（月桂醇聚氧乙烯醚）或Triton X-100（聚乙二醇辛基苯基醚）的一種或其組合。

一種氟碳納米粒，其特征在于，根據(jù)上述任一方法制備得到。

本發(fā)明的方法具體為：

1. 胺基修飾的介孔二氧化硅制備

將一定量的CTAB溶解于180 mL 水中，攪拌15分鐘后，加入6 mmol NaOH。在劇烈攪拌下，逐滴滴加TEOS。CTAB與TEOS的摩爾比為0.01:1~0.2:1。反應(yīng)物在25℃溫度下，緩慢攪拌10小時(shí)，得到的反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)室溫陳化12小時(shí)后，用二次蒸餾水洗滌，并于80℃下真空干燥12小時(shí)，最終在550℃空氣氛中煅燒6小時(shí)。將產(chǎn)物分散于100 mL甲苯溶液中，加入5~30 mL APTES，于60℃下回流24小時(shí)。產(chǎn)物分別用甲苯，甲醇和水各洗滌三次，烘干后得到介孔二氧化硅。

2. 疏水性介孔二氧化硅的制備

在50 mL二甲基亞砜（DMSO）中加入氟碳表面活性劑，其摩爾量是APTES的1/4~1/2，完全溶解后分別加入與氟碳表面活性劑等摩爾的NHS和EDC，室溫下攪拌24小時(shí)。加入介孔二氧化硅，再次攪拌24小時(shí)后，將產(chǎn)物過濾，用無水乙醇、水洗滌三次，烘干后得到疏水性介孔二氧化硅。

3. 氟碳納米粒的制備

在50 mL乙醇溶液中，加入氟碳化合物，其與疏水性介孔二氧化硅摩爾比為0.01:1-10:1，同時(shí)加入質(zhì)量比為1%-20%助表面活性劑、質(zhì)量比為0%-30%增溶劑，在攪拌條件下，控制反應(yīng)溫度為20℃-80℃，反應(yīng)時(shí)間為1 h-24 h。反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)液至于4℃條件下，靜置24 h，待沉淀析出后，離心分離。分別用水和無水乙醇洗滌產(chǎn)品，并將產(chǎn)品置真空干燥箱中室溫干燥12 h，得白色固體。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

（1）本發(fā)明以介孔二氧化硅為介質(zhì)，通過在孔道中修飾全氟碳表面活性劑，得到具有疏水性空腔的介孔二氧化硅，用于吸附全氟碳化合物，即可得到氟碳納米粒，該制備工藝簡單。

（2）該氟碳納米粒具有粒徑小、性能穩(wěn)定、生物相容性好、能進(jìn)一步滿足生產(chǎn)和應(yīng)用的需求。

具體實(shí)施方式

以下通過具體的實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步描述。以下的實(shí)施例是對本發(fā)明的進(jìn)一步說明，而不限制本發(fā)明的范圍。

實(shí)施例1：

將0.001mol CTAB溶解于180 mL 水中，攪拌15分鐘后，加入6 mmol NaOH。在劇烈攪拌下，逐滴滴加0.01mol TEOS，25℃溫度下，緩慢攪拌10小時(shí)，得到的反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)室溫陳化12小時(shí)后，用二次蒸餾水洗滌，并于80℃下真空干燥12小時(shí)，最終在550℃空氣氛中煅燒6小時(shí)。將產(chǎn)物分散于100 mL甲苯溶液中，加入10 mL APTES，于60℃下回流24小時(shí)。產(chǎn)物分別用甲苯，甲醇和水各洗滌三次，烘干后得到介孔二氧化硅。

在50 mL DMSO中加入0.005 mol 全氟辛酸，完全溶解后分別加入0.005 mol 的NHS和EDC，室溫下攪拌24小時(shí)。加入介孔二氧化硅，再次攪拌24小時(shí)后，將產(chǎn)物過濾，用無水乙醇、水洗滌三次，烘干后得到疏水性介孔二氧化硅。

在50 mL乙醇溶液中，加入FC-77，其與疏水性介孔二氧化硅摩爾比為1:1，同時(shí)加入質(zhì)量比為1%正辛醇，在攪拌條件下，控制反應(yīng)溫度為50 ℃，反應(yīng)時(shí)間為2 h。反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)液至于4 ℃條件下，靜置24 h，待沉淀析出后，離心分離。分別用水和無水乙醇洗滌產(chǎn)品，并將產(chǎn)品置真空干燥箱中室溫干燥12 h，得白色固體。

實(shí)施例2：

將0.001mol CTAB溶解于180 mL 水中，攪拌15分鐘后，加入6 mmol NaOH。在劇烈攪拌下，逐滴滴加0.02mol TEOS，25℃溫度下，緩慢攪拌10小時(shí)，得到的反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)室溫陳化12小時(shí)后，用二次蒸餾水洗滌，并于80℃下真空干燥12小時(shí)，最終在550℃空氣氛中煅燒6小時(shí)。將產(chǎn)物分散于100 mL甲苯溶液中，加入30 mL APTES，于60℃下回流24小時(shí)。產(chǎn)物分別用甲苯，甲醇和水各洗滌三次，烘干后得到介孔二氧化硅。

在50 mL DMSO中加入0.005 mol 全氟十二酸，完全溶解后分別加入0.005 mol 的NHS和EDC，室溫下攪拌24小時(shí)。加入介孔二氧化硅，再次攪拌24小時(shí)后，將產(chǎn)物過濾，用無水乙醇、水洗滌三次，烘干后得到疏水性介孔二氧化硅。

在50 mL乙醇溶液中，加入PFOB，其與疏水性介孔二氧化硅摩爾比為0.1:1，同時(shí)加入質(zhì)量比為2%正丁醇、質(zhì)量比為1% Tu-80，控制反應(yīng)溫度為20℃，反應(yīng)時(shí)間為12 h。反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)液至于4 ℃條件下，靜置24 h，待沉淀析出后，離心分離。分別用水和無水乙醇洗滌產(chǎn)品，并將產(chǎn)品置真空干燥箱中室溫干燥12 h，得白色固體。

實(shí)施例3：

將0.002mol CTAB溶解于180 mL 水中，攪拌15分鐘后，加入6 mmol NaOH。在劇烈攪拌下，逐滴滴加0.01mol TEOS，25℃溫度下，緩慢攪拌10小時(shí)，得到的反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)室溫陳化12小時(shí)后，用二次蒸餾水洗滌，并于80℃下真空干燥12小時(shí)，最終在550℃空氣氛中煅燒6小時(shí)。將產(chǎn)物分散于100 mL甲苯溶液中，加入10 mL APTES，于60℃下回流24小時(shí)。產(chǎn)物分別用甲苯，甲醇和水各洗滌三次，烘干后得到介孔二氧化硅。

在50 mL DMSO中加入0.005 mol 七氟丁酸，完全溶解后分別加入0.005 mol 的NHS和EDC，室溫下攪拌24小時(shí)。加入介孔二氧化硅，再次攪拌24小時(shí)后，將產(chǎn)物過濾，用無水乙醇、水洗滌三次，烘干后得到疏水性介孔二氧化硅。

在50 mL乙醇溶液中，加入PFD，其與疏水性介孔二氧化硅摩爾比為10:1，同時(shí)加入質(zhì)量比為1%丙三醇，控制反應(yīng)溫度為40 ℃，反應(yīng)時(shí)間為24 h。反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)液至于4 ℃條件下，靜置24 h，待沉淀析出后，離心分離。分別用水和無水乙醇洗滌產(chǎn)品，并將產(chǎn)品置真空干燥箱中室溫干燥12 h，得白色固體。