本發明屬于納米藥物領域，具體涉及一種中空介孔二氧化硅納米藥物膠囊的合成方法。

背景技術：

納米技術在生物醫學方面的發展催生了納米藥物，即將藥物與輔料制備成粒徑在 1 ～ 100 nm 范圍內的納米載藥微粒并構建納米藥物輸送體系。納米藥物的出現使得醫藥領域很多傳統難題得以解決。相比于傳統藥物，納米藥物輸送可以改善藥物的穩定性、代謝動力學，并通過對病灶組織的靶向輸送大幅度提高藥效和減小副作用。目前研究較多的納米藥物載體有脂質體、聚合物膠束、血清蛋白、金納米顆粒和介孔二氧化硅等。其中介孔二氧化硅具有有序可調的介孔結構、高比孔容積、易于表面修飾及良好的生物安全性等特性，成為納米藥物的研究熱點。中空介孔二氧化硅納米顆粒是一種以介孔二氧化硅為殼的中空納米材料，所具有的空腔可占顆粒總體積的50%以上，極大地提高了負載量，非常適合于作為納米藥物載體。

雖然中空介孔二氧化硅納米顆粒很適合作為納米藥物載體，但如何使用中空介孔二氧化硅納米顆粒實現對藥物的裝載和封裝，仍然是一項挑戰，目前的一種方式是利用范德華力直接進行藥物負載，而不采取表面封裝（Small, 2010, 6, 471-478; ACS Nano, 2008, 2, 889-896），使用該方式裝載和封裝時中空介孔二氧化硅納米顆粒表面不進行封裝，會造成藥物泄露，造成納米藥物的保存時間縮短和藥效降低；另一種合成納米藥物的方式是通過表面修飾對中空介孔二氧化硅納米顆粒進行封裝（J. Am. Chem. Soc., 2011, 133, 8778- 8781; Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 2013, 52, 5580-5584），該封裝方法需要多步反應，過程繁瑣，并且由于封裝前需要先將裝載藥物后的介孔二氧化硅從藥物溶液中分離出來，這一過程同樣會造成藥物泄露，因此需要對現有技術做進一步的改進。

技術實現要素：

針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種簡單有效、可直接在藥物溶液中進行裝載和封裝的納米藥物膠囊的合成方法，旨在提高藥效、避免泄露、延長保質期。

基于上述目的，本發明采取如下技術方案：

一種中空介孔二氧化硅納米藥物膠囊的合成方法，由以下步驟制成：

（1）將中空介孔二氧化硅納米顆粒超聲分散在無水乙醇中，再加入氨水和3-(三甲氧基甲硅基)甲基丙烯酸丙酯，在30 - 35 °C下，以500 rpm的攪拌速度，攪拌3 - 8 h后，離心分離，所得沉淀超聲分散在1 × PBS緩沖液中，再離心分離，以除去殘余的乙醇，得到表面修飾丙烯酸丙酯基團的中空介孔二氧化硅納米顆粒沉淀；

其中，所述的無水乙醇、中空介孔二氧化硅納米顆粒、氨水、3-(三甲氧基甲硅基)甲基丙烯酸丙酯的比例為（10 ~ 100）mL∶(5 ~ 50) mg∶（0.2 ~ 5）mL∶（50 ~ 500）mg，所述的氨水的質量百分濃度為28 - 30 %；

（2）將藥物在1 × PBS緩沖液中充分溶解，再加入步驟（1）的表面修飾丙烯酸丙酯基團的中空介孔二氧化硅納米顆粒沉淀，超聲分散均勻；

其中，所述的含藥物的1 × PBS緩沖液、表面修飾丙烯酸丙酯基團的中空介孔二氧化硅納米顆粒沉淀的比例為（10 ~ 50）mL∶（5 ~ 50）mg；

（3）在步驟（2）中的溶液中加入聚乙二醇二丙烯酸酯和引發劑過硫酸銨，在40 °C下，邊攪拌邊向其中滴加含加速劑N,N,N',N'-四甲基乙二胺的1 × PBS緩沖液，反應4 - 6 h；然后離心分離，將表面包裹聚合物的納米顆粒與藥物溶液進行分離，得到中空介孔二氧化硅納米藥物膠囊；

其中，所述的單體聚乙二醇二丙烯酸酯、過硫酸銨、N,N,N',N'-四甲基乙二胺比為（20 ~ 200）mg∶（1 ~ 10）mg∶（1 ~ 10）mg。

進一步的，所述的中空介孔二氧化硅納米顆粒粒徑為300 - 500 nm。

進一步的，所述的聚乙二醇二丙烯酸酯分子量大小可選自250 - 2000。

進一步的，所述的超聲分散的頻率為40 kHz、時間15 - 20 min。

進一步的，所述的離心分離的速度12000 rpm、時間15 min。

進一步的，所述的步驟（3）中攪拌速度為500 rpm。

與現有技術相比，本發明的技術效果為：

1.本發明的合成方法是直接在藥物溶液中完成藥物的裝載、納米膠囊的封裝，避免在封裝過程中藥物泄露損失，合成過程簡單，并且表面聚乙二醇包裹的厚度、致密程度可根據聚乙二醇二丙烯酸酯的加入量進行調控，聚乙二醇二丙烯酸酯分子量降低，包裹層的致密程度提高，增加聚乙二醇二丙烯酸酯用量可提高厚度。

2.本發明的合成方法的藥物溶液與合成好的納米膠囊分離后可用于下一批納米膠囊的合成，重復使用經濟效益好，易于放大生產。

3.本發明所述的中空介孔二氧化硅納米藥物膠囊表面為聚乙二醇包裹，具有生物相容性好的特點，因而不需要進行進一步修飾，可直接應用于生物醫學領域。

附圖說明

圖1為本發明實施例2中空介孔二氧化硅納米藥物膠囊的高分辨和低分辨透射電鏡圖；

圖2為本發明實施例3中空介孔二氧化硅納米藥物膠囊的高分辨和低分辨透射電鏡圖。

具體實施方式

實施例1：

一種裝載鹽酸吉西他濱的中空介孔二氧化硅納米藥物膠囊的合成方法，包括以下步驟：

（1）將50 mg粒徑為500 nm的中空介孔二氧化硅納米顆粒以40 kHz的頻率超聲20 min，分散在50 mL無水乙醇中，再加入5 mL氨水和500mg的3-(三甲氧基甲硅基)甲基丙烯酸丙酯，在35 °C下，以500 rpm的速度攪拌反應8 h；之后以12000 rpm轉速離心15 min，將離心后的沉淀以40 kHz頻率超聲20 min，分散在20 mL 1 × PBS緩沖液中，再以12000 rpm的速度離心15 min，以除去殘余的乙醇，得到表面修飾丙烯酸丙酯基團的中空介孔二氧化硅納米顆粒沉淀。

（2）將300 mg鹽酸吉西他濱在50 mL 的1 × PBS緩沖液中充分溶解，再加入步驟（1）所得的表面修飾丙烯酸丙酯基團的中空介孔二氧化硅納米顆粒沉淀，在40 kHz頻率下超聲分散20 min。

（3）向步驟（2）中的溶液中加入100 mg分子量為1000聚乙二醇二丙烯酸酯和10 mg引發劑過硫酸銨，在40 °C下，以500 rpm的速度攪拌，同時向其中滴加5 mL加速劑溶液（所述的加速劑溶液為含有10 mg N,N,N',N'-四甲基乙二胺的1 × PBS緩沖液），滴加過程持續1 h，繼續反應4 h，之后以12000 rpm轉速離心15 min，將表面包裹聚合物的納米顆粒與藥物溶液進行分離，得到中空介孔二氧化硅納米藥物膠囊。

實施例2：

一種裝載鹽酸阿霉素的中空介孔二氧化硅納米藥物膠囊的合成方法，包括以下步驟：

（1）將10 mg粒徑為300 nm的中空介孔二氧化硅納米顆粒以40 kHz超聲20 min，分散在10 mL無水乙醇中，再加入0.4 mL氨水和100 mg 3-(三甲氧基甲硅基)甲基丙烯酸丙酯，在30 °C下，以500 rpm的速度攪拌反應8 h；之后以12000 rpm轉速離心15 min，將離心后的沉淀以40 kHz頻率超聲20 min，分散在20 mL 1 × PBS緩沖液中，再以12000 rpm轉速離心15 min，以除去殘余的乙醇。得到表面修飾丙烯酸丙酯基團的中空介孔二氧化硅納米顆粒沉淀。

（2）將100 mg鹽酸阿霉素溶解在10 mL的1 × PBS緩沖液中，再加入步驟（1）所得的表面修飾丙烯酸丙酯基團的中空介孔二氧化硅納米顆粒沉淀，在40 kHz頻率下超聲分散20 min。

（3）向步驟（2）所得溶液中加入80 mg分子量為2000聚乙二醇二丙烯酸酯和2 mg引發劑過硫酸銨，在40 °C下，以500 rpm的速度攪拌，同時向其中滴加5 mL加速劑溶液（所述的加速劑溶液為含有2 mg N,N,N',N'-四甲基乙二胺的1 × PBS緩沖液），滴加過程持續1 h，之后繼續反應5 h；之后12000 rpm離心15 min，將表面包裹聚合物的納米顆粒與藥物溶液進行分離，得到中空介孔二氧化硅納米藥物膠囊。

如圖1所示，實施例2中裝載阿霉素的中空介孔二氧化硅納米藥物膠囊分別在放大60000倍和10000倍下透射電鏡照片，中空介孔二氧化硅空腔內裝載藥物，殼層外包裹著一層疏松的聚合物層，厚度約為10 nm。

實施例3

一種裝載順鉑的中空介孔二氧化硅納米藥物膠囊的合成方法，包括以下步驟：

（1）將20 mg粒徑為300 nm的中空介孔二氧化硅納米顆粒以40 kHz超聲20 min，分散在20 mL無水乙醇中，再加入0.4 mL氨水和200 mg 3-(三甲氧基甲硅基)甲基丙烯酸丙酯，在30 °C下，以500 rpm的速度攪拌反應4 h；之后以12000 rpm轉速離心15 min，將離心后的沉淀以40 kHz頻率超聲20 min，分散在20 mL 1 × PBS緩沖液中，再以12000 rpm轉速離心15 min，以除去殘余的乙醇。得到表面修飾丙烯酸丙酯基團的中空介孔二氧化硅納米顆粒沉淀。

（2）將40 mg順鉑溶解在20 mL的1 × PBS緩沖液中，再加入步驟（1）所得的表面修飾丙烯酸丙酯基團的中空介孔二氧化硅納米顆粒沉淀，在40 kHz頻率下超聲分散20 min。

（3）向步驟（2）所得溶液中加入50 mg分子量為250聚乙二醇二丙烯酸酯和3 mg的引發劑過硫酸銨，在40 °C下，以500 rpm的速度攪拌，同時向其中滴加5 mL加速劑溶液（所述的加速劑溶液為含有3 mg N,N,N',N'-四甲基乙二胺的1 × PBS緩沖液），滴加過程持續1 h，之后繼續反應3 h；之后以12000 rpm轉速離心15 min，將將表面包裹聚合物的納米顆粒與藥物溶液進行分離，得到中空介孔二氧化硅納米藥物膠囊。

如圖2所示，實施例3中裝載順鉑的中空介孔二氧化硅納米藥物膠囊分別在放大40000倍和10000倍下透射電鏡照片，中空介孔二氧化硅內層包裹藥物，中空介孔二氧化硅外殼包裹著一層致密的聚合物層，厚度約為4 nm。

由圖1 - 2可知，中空介孔二氧化硅藥物膠囊的聚合物包裹層的厚度和致密程度與聚乙二醇二丙烯酸酯的分子量和相對加入量有關：聚乙二醇二丙烯酸酯的分子量減小時，聚合物包裹層致密程度增加；聚乙二醇二丙烯酸酯的相對加入量提高時，聚合物包裹層厚度增加。