一种自驱动二氧化锰纳米马达及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种自驱动二氧化锰纳米马达及其制备方法与应用。本发明专利技术提供的自驱动二氧化锰纳米马达是粒径为100‑700 nm的、部分表面修饰有二氧化锰的二氧化硅纳米粒。该制备方法包括：先合成SiO

A self driven manganese dioxide nanomotor and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种自驱动二氧化锰纳米马达及其制备方法与应用
本专利技术涉及自驱动纳米马达领域，具体涉及一种自驱动二氧化锰纳米马达及其制备方法与应用。
技术介绍
自驱动纳米马达是一种能将其他能量转化为动能的马达，其运动机理可分为气泡反冲驱动机理和自泳驱动机理。其驱动机理本质上是产生一个非对称场，打破马达的平衡，驱动马达运动。自驱动马达往往是由物理化学相异的各向异性结构，即Janus结构。目前制备Janus颗粒的常用方法有离子溅射法、Pickering乳液法、模板法等，虽然离子溅射法以及模板法等能形成较好的Janus结构，但是其产量很低。Pickering乳液法制备的Janus粒子能够量产并且易于化学修饰，制备方法简单，成本低。自驱动纳米马达在医学领域具有非常好的应用前景，特别是在药物递送，遗传物质分离与检测、疾病标记物检测等方面。在药物递送方面，普通的药物载体不能很好克服细胞组织障碍，在肿瘤部位的分布主要是通过被动扩散实现的。而自驱动纳米马达具有一定的驱动力，有希望能穿透肿瘤组织的屏障，能够将药物递送至肿瘤深部，提高药效。肿瘤部位过表达过氧化氢（H2O2），而H2O2也是纳米马达的化学燃料之一。目前比较常用的H2O2响应的纳米马达是铂驱动（X.Ma,K.Hahn,S.Sanchez,CatalyticMesoporousJanusNanomotorsforActiveCargoDelivery,JAmChemSoc,137(2015)4976-4979.）或者过氧化氢酶驱动（X.Ma,A.Jannasch,U.R.Albrecht,K.Hahn,A.Miguel-Lopez,E.Schaffer,S.Sanchez,Enzyme-PoweredHollowMesoporousJanusNanomotors,NanoLett,15(2015)7043-7050.）的，但是铂驱动纳米马达或者过氧化氢酶驱动纳米马达价格昂贵，而且过氧化氢酶还存在易失活，半衰期短等问题（M.Safdar,O.M.Wani,J.Janis,ManganeseOxide-BasedChemicallyPoweredMicromotors,AcsApplMaterInter,7(2015)25580-25585.）。二氧化锰价格低廉、稳无害，能改善肿瘤乏氧（Q.Chen,L.Z.Feng,J.J.Liu,W.W.Zhu,Z.L.Dong,Y.F.Wu,Z.Liu,IntelligentAlbumin-MnO2NanoparticlesaspH-/H2O2-ResponsiveDissociableNanocarrierstoModulateTumorHypoxiaforEffectiveCombinationTherapy(vol28,pg7129,2016),AdvMater,30(2018).）以及增强核磁成像（M.L.Song,T.Liu,C.R.Shi,X.Z.Zhang,X.Y.Chen,BioconjugatedManganeseDioxideNanoparticlesEnhanceChemotherapyResponsebyPrimingTumor-AssociatedtL.AMacrophagestowardM1-likePhenotypeand11AttenuatingTumorHypoxia(vol10,pg633,2016),AcsNano,10(2016)3872-3872.），是一种生物相容性好的H2O2催化材料。因此，制备H2O2响应的二氧化锰纳米马达有希望能在肿瘤部位有效运动，同时二氧化锰催化H2O2产生的氧气能改善肿瘤部位的乏氧情况。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的上述不足，本专利技术的目的是提供一种自驱动二氧化锰纳米马达及其制备方法与应用。本专利技术的目的至少通过如下技术方案之一实现。本专利技术的目的是提供一种自驱动二氧化锰纳米马达的制备方法，这种纳米马达有希望改善药物载体在肿瘤组织中的渗透问题以及改善肿瘤乏氧。本专利技术提供了一种自驱动二氧化锰纳米马达及其制备方法与应用，所述自驱动二氧化锰纳米马达是一种二氧化锰催化H2O2产生气泡驱动的Janus纳米马达。本专利技术提供的一种自驱动二氧化锰纳米马达的制备方法，包括如下步骤：（1）制备SiO2纳米粒分散液：取乙醇、氨水及水混合均匀，然后在搅拌状态下进行第一次油浴加热处理，接着加入正硅酸四乙酯（TEOS），搅拌处理，洗涤得到SiO2纳米粒分散液；（2）制备Pickering乳液：将步骤（1）所述SiO2纳米粒分散液与石蜡混合，在搅拌状态下进行第二次油浴加热处理至石蜡完全融化，得到加热后的混合液（Pickering乳液）；（3）制备SiO2@MnO2Janus纳米马达：将双十二烷基溴化铵溶液（DDAB溶液）加入步骤（2）所述加热后的混合液中，然后在搅拌状态下进行第三次油浴加热处理，冷却至室温，过滤取沉淀，洗涤，干燥得到嵌有SiO2纳米粒的石蜡微球，将所述嵌有SiO2纳米粒的石蜡微球加入水中，分散均匀，得到嵌有SiO2纳米粒的石蜡微球分散液；将高锰酸钾溶液（KMnO4溶液）加入所述嵌有SiO2纳米粒的石蜡微球分散液中，在混匀仪中进行混匀处理，过滤取沉淀，洗涤，得到所述自驱动二氧化锰纳米马达（所述SiO2@MnO2Janus纳米马达）。进一步地，步骤（1）所述氨水的质量百分比浓度为25wt%-28wt%；所述乙醇与氨水的体积比为0.068-0.2：1。进一步地，步骤（1）所述氨水与水的体积比为3.4-10：1；所述在搅拌状态下的搅拌速率为600-1000rpm，所述第一次油浴加热处理的温度为30-50℃，第一次油浴加热处理的时间为15-30min。优选地，步骤（1）所述在搅拌状态下的搅拌速率为600rpm。优选地，步骤（1）所述第一次油浴加热处理的温度为40℃，第一次油浴加热处理的时间为30min。进一步地，步骤（1）所述氨水与正硅酸四乙酯的体积比为1.13-3.33：1；所述搅拌处理的速率为600-1000rpm，搅拌处理的时间为6-12h。优选地，步骤（1）所述氨水与正硅酸四乙酯的体积比为1.13：1。优选地，步骤（1）所述搅拌处理的时间为12h，搅拌处理的速率为600rpm。进一步地，步骤（1）所述洗涤为用乙醇与水交替洗涤，最后一次洗涤的是用水洗涤；在所述SiO2纳米粒分散液中，SiO2纳米粒的质量百分比浓度为0.714-1.25wt%。优选地，步骤（1）中，所述洗涤可以为使用乙醇与超纯水进行洗涤。进一步优选地，步骤（1），所述洗涤可以为使用乙醇与超纯水交替洗涤4遍。进一步地，步骤（2）所述石蜡与SiO2纳米粒分散液的质量体积比为0.017-0.100：1mg/mL；所述在搅拌状态下的搅拌速率为2000-3000rpm，所述第二次油浴加热处理的温度为70-90℃。优选地，步骤（2）所述在搅拌状态下的搅拌速率为2500rpm，第二次油浴加热处理的温度为80℃本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自驱动二氧化锰纳米马达的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/n（1）取乙醇、氨水及水混合均匀，然后在搅拌状态下进行第一次油浴加热处理，接着加入正硅酸四乙酯，搅拌处理，洗涤得到SiO

【技术特征摘要】
1.一种自驱动二氧化锰纳米马达的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）取乙醇、氨水及水混合均匀，然后在搅拌状态下进行第一次油浴加热处理，接着加入正硅酸四乙酯，搅拌处理，洗涤得到SiO2纳米粒分散液；
（2）将步骤（1）所述SiO2纳米粒分散液与石蜡混合，在搅拌状态下进行第二次油浴加热处理至石蜡完全融化，得到加热后的混合液；
（3）将双十二烷基溴化铵溶液加入步骤（2）所述加热后的混合液中，然后在搅拌状态下进行第三次油浴加热处理，冷却至室温，过滤取沉淀，洗涤，干燥得到嵌有SiO2纳米粒的石蜡微球，将所述嵌有SiO2纳米粒的石蜡微球加入水中，分散均匀，得到嵌有SiO2纳米粒的石蜡微球分散液；将高锰酸钾溶液加入所述嵌有SiO2纳米粒的石蜡微球分散液中，混匀处理，过滤取沉淀，洗涤，得到所述自驱动二氧化锰纳米马达。


2.根据权利要求1所述的自驱动二氧化锰纳米马达的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述氨水的质量百分比浓度为25wt%-28wt%；所述乙醇与氨水的体积比为0.068-0.2：1。


3.根据权利要求1所述的自驱动二氧化锰纳米马达的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述氨水与水的体积比为3.4-10：1；所述在搅拌状态下的搅拌速率为600-1000rpm，所述第一次油浴加热处理的温度为30-50℃，第一次油浴加热处理的时间为15-30min。


4.根据权利要求1所述的自驱动二氧化锰纳米马达的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述氨水与正硅酸四乙酯的体积比为1.13-3.33：1；所述搅拌处理的速率为600-1000rpm，搅拌处理的时间...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜金志，黄秋月，李佳贤，张亚茹，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44