一种纳米稀土掺杂羟基磷灰石基多功能药物载体材料

摘要

本发明涉及一种纳米稀土掺杂羟基磷灰石基多功能药物载体材料，其特征在于以稀土掺杂羟基磷灰石荧光材料为基础构筑集荧光、介孔、磁性、纳米核壳形貌等功能的纳米核壳结构药物载体粒子；其组分由内向外分别是四氧化三铁作为核壳结构的磁性核、无孔二氧化硅层、稀土掺杂羟基磷灰石荧光层、介孔二氧化硅层；核壳结构直径是80-100nm；其表达式为：Fe₃O₄@nonporous-SiO₂@HAP-Eu@Mesoporous-SiO₂。该材料在生物标记、细胞成像、DNA检测、病变检测、生物传感等方面具有良好的应用前景。

主权项

一种纳米羟基磷灰石基多功能药物载体材料，其特征是：以稀土掺杂羟基磷灰石荧光材料为基础构筑了集荧光、介孔、磁性、纳米核壳形貌等功能的纳米核壳结构药物载体粒子；其组分由内向外分别是四氧化三铁作为核壳结构的磁性核、无孔二氧化硅层、稀土掺杂羟基磷灰石荧光层、介孔二氧化硅层；核壳结构直径是80‑100 nm；其表达式为：Fe₃O₄@nonporous‑SiO₂@HAP:Eu@Mesoporous‑SiO₂；四氧化三铁作为纳米核壳结构的核其特征是：超顺磁性、呈球形、直径为5‑30 nm；无孔二氧化硅层厚度为10‑15 nm，其作用是在磁性和荧光功能区域之间形成一个隔离屏障，防止磁性与荧光功能区相互干扰而弱化各自的功能；稀土掺杂羟基磷灰石HAP:Eu荧光层厚度为10‑30nm，具有激发光在红外区域，组织穿透深度大，能实现零背景探测，且具有优良的生物相容性；介孔氧化硅层厚度为1‑20 nm，介孔尺寸连续可调，其作为载体起到锚定药物或者蛋白质、酶等， 承担对锚定的客体传递和分离的功能；纳米稀土掺杂羟基磷灰石基多功能药物载体材料由如下步骤实现：（1）磁性纳米四氧化三铁粒子的制备，取1.988 g FeCl₂∙4H₂O 和 3.244 g FeCl₃∙6H₂O溶于100 mL去离子水中，移入250 mL三颈瓶中， 置于25℃水浴中，在三颈瓶通入氩气进行保护，取4.599 g KOH溶于100 mL去离子水中，在400转/分搅拌下加入三颈瓶中，当溶液变成黑色后，继续搅拌5 h，得到Fe₃O₄纳米颗粒，对合成的Fe₃O₄纳米颗粒用去离子水和无水乙醇交替3次清洗，在80 ℃下真空烘干备用；（2）无孔二氧化硅层的制备，称取步骤（1）中制备的Fe₃O₄ 0.1 g加入80 mL无水乙醇中，超声处理20‑40 min，然后加入2 mL 28%的氨水和2 mL去离子，Fe₃O₄均匀分散到溶剂后，向其中加入体积浓度为25%正硅酸乙酯TEOS无水乙醇溶液3 mL，持续超声3‑6 h，室温静置12 h，将产物利用强磁场进行分离，分别用无水乙醇和去离子水清洗3‑6次，清洗完成的纳米纳米颗粒分散到50 mL去离子水中备用；（3）稀土掺杂羟基磷灰石层的制备，取步骤（2）得到的溶液移入250 mL的三颈瓶中，然后加入0.1584 g的(NH₄)₂HPO₄和0.1 g十六烷基三甲基溴化铵CTAB，0.01‑0.06 g Eu(N0₃)₃·6H₂O利用氨水调节pH值为10‑12，按照Ca/P=1.67称取相应数量的CaCl₂并溶于50 mL去离子中，三颈瓶置于水浴锅中，水浴温度80‑90 ℃，400转/分搅拌，通入氩气，然后将CaCl₂溶液逐滴加入到三颈瓶中，滴加完成后保持搅拌6 h，将产物溶液移入带有聚四氟乙烯内衬的水热反应釜中，160 ℃水热处理5 h后，获得HAP:Eu包覆层，将产物利用强磁场进行分离，分别用无水乙醇和去离子水清洗3‑6次，后溶于100 mL去离子水中备用；（4）介孔二氧化硅层的制备，取步骤（3）溶液在电磁搅拌下搅拌下加入0.01‑0.05 g CTAB和0.01‑0.05 g NaOH, 然后缓慢加入0.03‑0.1 mL TEOS，继续搅拌5 h，陈化12 h，将溶液强磁场分离，分别用去离子水和乙醇洗涤3‑5次，80℃真空干燥，将干燥后的产物和100 mL丙酮置入250 mL三颈瓶中70 ℃回流24 h，然后利用强磁场分离后丙酮清洗2次，在干燥箱中80 ℃真空干燥10 h后研磨，得到纳米稀土掺杂羟基磷灰石基多功能药物载体材料，其直径为80‑100 nm。