一种基于环糊精的pH-刺激响应型智能纳米容器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于环糊精的pH-刺激响应型智能纳米容器，通过给体与受体的作用，主体大环分子环糊精与客体分子形成了新型自包结络合物，利用咪唑基团的pH调控可以实现主体对客体的包结与释放，从而促使纳米容器吸附-释放分子。本发明专利技术智能纳米容器对pH响应灵敏度高，操作简便；通过阀门可逆性开关，实现阶段性可控释放，具有良好的应用前景。

A pH- responsive responsive intelligent nano container based on Cyclodextrins

The invention discloses a stimulus responsive intelligent nano container based on cyclodextrin pH-, the donor and receptor, the main macrocyclic molecules cyclodextrins and guest molecules to form a new type of self inclusion complexes, using pH control can realize the inclusion of imidazole groups and release the subject to the object, so as to promote nano container adsorption and release of molecules. The intelligent nano container of the invention has high sensitivity to pH response and simple operation, and can realize phased controllable release through the reversible switch of the valve, and has a good application prospect.

【技术实现步骤摘要】
一种基于环糊精的pH-刺激响应型智能纳米容器
本专利技术属于材料科学
，特别是一种基于环糊精的pH-刺激响应型智能纳米容器。
技术介绍
纳米容器是指具有纳米尺度的能储存-释放所需物质的材料。介孔二氧化硅微球具有包裹量大、表面易修饰及生物相容性好等优点，已作为理想的纳米容器应用于生物化学研究。随着超分子化学的深入研究，轮烷或准轮烷分子的修饰实现了介孔微球对分子的装载与释放。在大多数研究体系中，受到外界刺激如pH、温度、氧化还原、酶和光照等，大环分子抛离，分子释放。但是这种体系不具备可逆性，只“开”不“关”，即大环抛离，不能再回到原来的位置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可重复利用的基于环糊精的pH-刺激响应型智能纳米容器。实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种基于环糊精的pH-刺激响应型智能纳米容器，其结构如下：其中，A表示纳米容器介孔二氧化硅纳米微球，B表示吸附分子对香豆酸或吉西他滨。一种基于环糊精的pH-刺激响应型智能纳米容器的制备方法，包括如下步骤：步骤1，制备介孔二氧化硅微球；步骤2，将介孔二氧化硅微球与硅烷偶联剂于无水甲苯中进行无水无氧缩醇反应；步骤3，将2-O-单炔丙基-β-环糊精和1H-咪唑-1-磺酰叠氮溶于无水N,N-二甲基甲酰胺进行点击反应得到2-O-单{1-(1H-咪唑-1-磺酰)-1H-[1,2,3]三唑-4-亚甲基}-β-环糊精；步骤4，在三苯基膦的催化下，步骤3获得的产物与碘于无水N,N-二甲基甲酰胺中反应得到2-O-单{1-(1H-咪唑-1-磺酰)-1H-[1,2,3]三唑-4-亚甲基}-七-6-碘-6-脱氧-β-环糊精；步骤5，步骤4获得的产物与叠氮化钠溶于无水N,N-二甲基甲酰胺中，反应得到2-O-单{1-(1H-咪唑-1-磺酰)-1H-[1,2,3]三唑-4-亚甲基}-七-6-叠氮-6-脱氧-β-环糊精；步骤6，步骤5获得的产物与三苯基膦溶于无水N,N-二甲基甲酰胺中，反应得到2-O-单{1-(1H-咪唑-1-磺酰)-1H-[1,2,3]三唑-4-亚甲基}-七-6-氨基-6-脱氧-β-环糊精；步骤7，步骤2与步骤6获得的产物于无水N,N-二甲基甲酰胺中进行反应；步骤8，步骤7获得的产物经真空干燥后分散在含有吸附分子pH＝1±0.1的溶液中，吸附结束后将pH调至中性，得到所述的智能纳米容器。优选地，步骤1中，所述的介孔二氧化硅微球为MCM-41。优选地，步骤2中，所述的硅烷偶联剂为氯甲基三乙氧基硅烷，介孔二氧化硅微球与硅烷偶联剂的物质的量比为1:1～1.2:1。优选地，步骤3中，所述点击反应采用的催化剂为亚磷酸三乙酯碘化亚铜，反应在氮气保护下进行，2-O-单炔丙基-β-环糊精和1H-咪唑-1-磺酰叠氮的物质的量比为1:1～1:1.2，点击反应温度为100～120℃，点击反应时间为3～5小时。优选地，步骤4中，所述的三苯基膦、2-O-单{1-(1H-咪唑-1-磺酰)-1H-[1,2,3]三唑-4-亚甲基}-β-环糊精与碘的物质的量比为20:1:20～20:2:20，反应温度为70～90℃，反应时间为18～20小时。优选地，步骤5中，所述的2-O-单{1-(1H-咪唑-1-磺酰)-1H-[1,2,3]三唑-4-亚甲基}-七-6-碘-6-脱氧-β-环糊精与叠氮化钠的物质的量比为1:10～1:20，反应温度为70～90℃，反应时间为18～20小时。优选地，步骤6中，所述的2-O-单{1-(1H-咪唑-1-磺酰)-1H-[1,2,3]三唑-4-亚甲基}-七-6-叠氮-6-脱氧-β-环糊精与三苯基膦的物质的量比为1:15～1:16，反应时间为18～20小时。优选地，步骤7中，所述的反应温度为90～120℃，反应时间为12～24小时。优选地，步骤8中，所述吸附分子为对香豆酸或吉西他滨，吸附分子在溶液中的浓度为饱和浓度，吸附时间为48小时。本专利技术与现有技术相比，其显著优点在于：(1)具有高度可控性，可根据所需释放量即时刺激响应；(2)具有操作简单方便，快速响应的优点；(3)应用范围广，可用于药物释放、金属缓蚀等领域。附图说明图1为本专利技术所述基于环糊精的pH-刺激响应型智能纳米容器的装配图。图2为本专利技术所述基于环糊精的pH-刺激响应型智能纳米容器对香豆酸释放图。图3为本专利技术所述基于环糊精的pH-刺激响应型智能纳米容器吉西他滨释放图。具体实施方式下面结合附图及具体实施例，对本专利技术做进一步详细说明。结合图1，本专利技术基于环糊精的pH-刺激响应型智能纳米容器，具有以下结构：其中，A表示纳米容器，即为介孔二氧化硅纳米微球，B表示吸附分子，即为对香豆酸或吉西他滨。本专利技术的原理是：如图1所示组装结构，在中性环境中，咪唑基团包结在环糊精疏水空腔中，与其形成自包结结构，纳米阀门关闭，吸附在介孔二氧化硅微球中的分子出入通道被堵塞；在酸性环境中，咪唑基团质子化，与环糊精结合力大大减弱，从而脱开环糊精空腔，此时纳米阀门打开，介孔二氧化硅微球中吸附的分子得到释放。本专利技术一种基于环糊精的pH-刺激响应型智能纳米容器，采用下述方法制备所得，步骤如下：步骤1，制备介孔二氧化硅微球；所述的介孔二氧化硅微球为MCM-41。步骤2，将介孔二氧化硅微球与硅烷偶联剂于无水甲苯中进行无水无氧缩醇反应；所述的硅烷偶联剂为氯甲基三乙氧基硅烷，介孔二氧化硅微球与硅烷偶联剂的物质的量比为1:1～1.2:1。步骤3，将2-O-单炔丙基-β-环糊精和1H-咪唑-1-磺酰叠氮溶于无水N,N-二甲基甲酰胺进行点击反应得到2-O-单{1-(1H-咪唑-1-磺酰)-1H-[1,2,3]三唑-4-亚甲基}-β-环糊精；所述点击反应采用的催化剂为亚磷酸三乙酯碘化亚铜，反应在氮气保护下进行，2-O-单炔丙基-β-环糊精和1H-咪唑-1-磺酰叠氮的物质的量比为1:1～1:1.2，点击反应温度为100～120℃，点击反应时间为3～5小时。步骤4，在三苯基膦的催化下，步骤3获得的产物与碘于无水N,N-二甲基甲酰胺中反应得到2-O-单{1-(1H-咪唑-1-磺酰)-1H-[1,2,3]三唑-4-亚甲基}-七-6-碘-6-脱氧-β-环糊精；所述的三苯基膦、2-O-单{1-(1H-咪唑-1-磺酰)-1H-[1,2,3]三唑-4-亚甲基}-β-环糊精与碘的物质的量比为20:1:20～20:2:20，反应温度为70～90℃，反应时间为18～20小时。。步骤5，步骤4获得的产物与叠氮化钠溶于无水N,N-二甲基甲酰胺中，反应得到2-O-单{1-(1H-咪唑-1-磺酰)-1H-[1,2,3]三唑-4-亚甲基}-七-6-叠氮-6-脱氧-β-环糊精；所述的2-O-单{1-(1H-咪唑-1-磺酰)-1H-[1,2,3]三唑-4-亚甲基}-七-6-碘-6-脱氧-β-环糊精与叠氮化钠的物质的量比为1:10～1:20，反应温度为70～90℃，反应时间为18～20小时。步骤6，步骤5获得的产物与三苯基膦溶于无水N,N-二甲基甲酰胺中，反应得到2-O-单{1-(1H-咪唑-1-磺酰)-1H-[1,2,3]三唑-4-亚甲基}-七-6-氨基-6-脱氧-β-环糊精；所述的2-O-单{1-(1H-咪唑-1-磺酰)-1H-[1,2,3]三唑-4-亚甲基}-七-6本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于环糊精的pH‑刺激响应型智能纳米容器，其特征在于，结构如下：

【技术特征摘要】
1.一种基于环糊精的pH-刺激响应型智能纳米容器，其特征在于，结构如下：其中，A表示纳米容器介孔二氧化硅纳米微球，B表示吸附分子对香豆酸或吉西他滨。2.一种基于环糊精的pH-刺激响应型智能纳米容器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，制备介孔二氧化硅微球；步骤2，将介孔二氧化硅微球与硅烷偶联剂于无水甲苯中进行无水无氧缩醇反应；步骤3，将2-O-单炔丙基-β-环糊精和1H-咪唑-1-磺酰叠氮溶于无水N,N-二甲基甲酰胺进行点击反应得到2-O-单{1-(1H-咪唑-1-磺酰)-1H-[1,2,3]三唑-4-亚甲基}-β-环糊精；步骤4，在三苯基膦的催化下，步骤3获得的产物与碘于无水N,N-二甲基甲酰胺中反应得到2-O-单{1-(1H-咪唑-1-磺酰)-1H-[1,2,3]三唑-4-亚甲基}-七-6-碘-6-脱氧-β-环糊精；步骤5，步骤4获得的产物与叠氮化钠溶于无水N,N-二甲基甲酰胺中，反应得到2-O-单{1-(1H-咪唑-1-磺酰)-1H-[1,2,3]三唑-4-亚甲基}-七-6-叠氮-6-脱氧-β-环糊精；步骤6，步骤5获得的产物与三苯基膦溶于无水N,N-二甲基甲酰胺中，反应得到2-O-单{1-(1H-咪唑-1-磺酰)-1H-[1,2,3]三唑-4-亚甲基}-七-6-氨基-6-脱氧-β-环糊精；步骤7，步骤2与步骤6获得的产物于无水N,N-二甲基甲酰胺中进行反应；步骤8，步骤7获得的产物经真空干燥后分散在含有吸附分子pH＝1±0.1的溶液中，吸附结束后将pH调至中性，得到所述的智能纳米容器。3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述的介孔二氧化硅微球为MCM-41。4.如权利要求2...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅佳骏，王婷，宫光彩，丁晨迪，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32