一种金/介孔硅/氧化铁纳米复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种金/介孔硅/氧化铁纳米复合材料，将配体转换的氧化铁纳米晶分别修饰于氨基修饰的介孔硅包覆的金纳米棒的表面，形成核‑壳‑卫星结构；所述配体转换是指利用2‑溴代异丁酸进行配体转换；所述配体转换的氧化铁纳米晶的粒径为1～10nm；所述的金纳米棒的粒径为1～100nm；所述氨基修饰的介孔硅包覆的金纳米棒的粒径为5～500nm。本发明专利技术还公开了金/介孔硅/氧化铁纳米复合材料的制备方法和应用。该纳米复合材料能作为磁共振成像造影剂，用于体内的定位，确认最佳光照时间；在受到近红外光照射后，产热诱导胞内H

A gold / mesoporous silicon / Iron Oxide Nanocomposite and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种金/介孔硅/氧化铁纳米复合材料及其制备方法和应用
本专利技术属于复合材料的制备领域，具体涉及一种金/介孔硅/氧化铁纳米复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
三阴性乳腺癌(triple-negativebreastcancer,TNBC)是指缺乏雌激素受体(Er)、孕酮受体(Pr)表达与缺乏表皮生长因子受体-2基因(HER)表达的乳癌。激素治疗、靶向治疗等在临床上常见的乳癌治疗方案往往对三阴性乳癌患者无效。虽然化疗可在病理学意义上消除许多三阴性乳腺癌患者的肿瘤，但因复发率较高，不可避免的系统毒性，对患者预期生存时间改善不大。因此，亟需一种针对其他新靶点并且毒副作用极小的治疗策略来应对这种棘手的肿瘤。近期的研究发现乳腺癌细胞上铁转运蛋白数量远远少于正常乳腺上皮细胞上的转铁蛋白的数量，这就造成了在乳腺癌细胞中铁的外流减少，滞留增加。这种异常的铁代谢为利用基于铁催化的芬顿反应来治疗三阴性乳腺癌提供了可能。尽管充满希望，但胞内较低过氧化氢浓度限制了基于纳米氧化铁的芬顿制剂的治疗效果。为了提高胞内芬顿反应效率来治疗三阴性乳腺癌，新型高效可控的芬顿制剂亟待开发。如公开号为CN110478318A的中国专利公开了一种芬顿试剂和阿霉素共转运靶向纳米载体及其制备方法，包括CA-OH和Fc-OH的制备、CA-SA-COOH和Fc-SA-COOH的制备、FA-PEG-COOH的制备、CA,Fc-g-Pullulan的制备、CA,Fc,FA-g-Pullulan的制备、DOX-loadedCFFPNPs的制备步骤。随着纳米技术的快速发展，通过合理设计，优化材料，构建稳定、高效和安全的芬顿制剂，利用纳米材料多功能性，开发集靶向递送、活体示踪、可控起效等功能于一体的多功能纳米药物将是未来的研究趋势。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种金/介孔硅/氧化铁纳米复合材料及其制备方法和应用，该纳米复合材料能作为磁共振成像造影剂，用于体内的定位，确认最佳光照时间；在受到近红外光照射后，产热诱导胞内H2O2水平提升，激活芬顿反应杀伤三阴乳腺癌细胞。本专利技术所提供的技术方案为：一种金/介孔硅/纳米复合材料，将配体转换的氧化铁纳米晶修饰于氨基修饰的介孔硅包覆的金纳米棒的表面，形成核-壳-卫星结构；所述配体转换是指利用2-溴代异丁酸进行配体转换；所述配体转换的氧化铁纳米晶的粒径为1～10nm；所述的金纳米棒的粒径为1～100nm；所述氨基修饰的介孔硅包覆的金纳米棒的粒径为5～500nm。为了将氧化铁纳米晶以稳定的共价键的形式接到介孔硅包覆的金纳米棒表面，先利用2-溴代异丁酸对氧化铁纳米晶进行配体转换，再对介孔硅包覆的金纳米棒表面进行氨基修饰，通过亲核取代反应，最终实现材料复合多功能一体。上述的粒径范围，便于氧化铁纳米晶均匀地修饰于介孔硅纳米粒子的表面，得到形貌与性能优异的复合材料。上述技术方案中，本专利技术提供的上述金/介孔硅/氧化铁纳米复合材料能够通过高通透性和滞留效应(EPR)有效富集于三阴性乳腺癌细胞中，并通过表面修饰纳米氧化铁介导的增强的磁共振成像，观测其在肿瘤的富集，确定最佳的治疗时机。随后使用近红外激光照射肿瘤部位，内部的金纳米棒能够吸收近红外光产生热量，加热肿瘤细胞。肿瘤细胞由于热的刺激，细胞内的H2O2将显著提高，从而激活铁纳米粒子催化的芬顿反应，产生大量细胞毒性的羟基自由基杀伤肿瘤细胞。本专利技术提供一种如上述的金/介孔硅/氧化铁纳米复合材料的制备方法，包括如下步骤：1)将油酸铁、油酸、油醇加到十八烯中反应，得到氧化铁纳米晶；利用2-溴代异丁酸进行配体转换，得到配体转换的氧化铁纳米晶；2)将硼氢化钠加到四氯金酸和十六烷基三甲基溴化铵的水溶液中，得到金种溶液；随后将抗坏血酸加入到含四氯金酸，硝酸银，十六烷基三甲基溴化铵的水溶液中得到生长溶液；将金种溶液加入到生长溶液中反应，得到金纳米棒；3)将金纳米棒加入到十六烷基三甲基溴化铵、氢氧化钠的水溶液中，再向其中加入正硅酸乙酯进行反应，得到介孔硅包覆的金纳米棒；将3-氨丙基三乙氧基硅烷加入到介孔硅包覆的金纳米棒的乙醇溶液中反应，得到氨基修饰的介孔硅包覆的金纳米棒；4)将配体转换的氧化铁纳米晶和氨基修饰的介孔硅包覆的金纳棒加入到N-N二甲基甲酰胺中，在室温下反应3～15h，得到金/介孔硅/氧化铁纳米复合材料。采用上述制备方法，能够制备出金/介孔硅/氧化铁纳米复合材料，该复合材料既能作为磁共振成像造影剂，又能作为芬顿试剂，并且在近红外光照后产热，诱导细胞产生大量H2O2，激活芬顿反应，杀伤肿瘤细胞。因此，通过多种材料的复合，构建出针对三阴性乳腺癌的诊疗一体化制剂。作为优选，所述步骤1)中油酸铁、油酸、油醇与十八烯的质量比为1：0.15～0.6：0.5～2：2.5～10。作为优选，所述步骤1)中将油酸铁、油酸、油醇加到十八烯中，在200～300℃下反应30～60min，冷却、沉淀、洗涤，得到氧化铁纳米晶。作为优选，所述步骤1)中配体转换是指：将得到的氧化铁纳米晶、2-溴代异丁酸和柠檬酸依次加入到氯仿和N-N二甲基甲酰胺的混合溶剂中搅拌2～30h。配体转换是为了将氧化铁纳米晶以稳定的共价键的形式接到介孔硅纳米粒子表面。进一步优选，所述步骤1)中2-溴代异丁酸与氧化铁纳米晶的质量比为20～60：1。作为优选，所述步骤2)中金种溶液中四氯金酸、硼氢化钠、与十六烷基三甲基溴化铵的质量比为1：0.05～0.5：100～800；生长溶液中四氯金酸、抗坏血酸、硝酸银与十六烷基三甲基溴化铵的质量比为1：0.2～1：0.05～0.5：100～800。作为优选，所述步骤2)中金种溶液需在室温熟化1～3h；金种溶液与生长溶液的体积比为1：100～500；两种溶液混合后需在室温熟化2～8h；离心、洗涤，得到金纳米棒。作为优选，所述步骤3)中金纳米棒、十六烷基三甲基溴化铵、氢氧化钠、正硅酸乙酯、3-氨丙基三乙氧基硅烷的质量比为1：1～5：0.05～0.4：5～50：50～400。作为优选，所述步骤3)中水溶液体积为5～200ml；金纳米棒、十六烷基三甲基溴化铵、氢氧化钠需混合0.5-2h；加入正硅酸乙酯后室温搅拌16～36h；离心、洗涤，得到介孔硅包裹的金纳米棒。作为优选，所述步骤3)中乙醇溶液体积为5～200ml；加入3-氨丙基三乙氧基硅烷后在40～70℃反应4～12h；离心、洗涤，得到氨基修饰介孔硅包裹的金纳米棒作为优选，所述步骤4)中配体转换的氧化铁纳米晶和氨基修饰的介孔硅包裹的金纳米棒的质量比为1：0.5～5。通过调控二者之间的质量比，控制配体转换的氧化铁纳米晶的含量，使得其易于修饰于氨基修饰的介孔硅包裹的金纳米棒表面，便于形貌的调控。本专利技术还提供一种如上述的金/介孔硅/氧化铁纳米复合材料在用于制备治疗三阴性乳腺癌药物中的应用。同现有技术相比，本专利技术的有益效果体现在：(1)本专利技术中的金/介孔硅/氧化铁纳米复合材料能作为磁共振成像造影剂，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金/介孔硅/氧化铁纳米复合材料，其特征在于，将配体转换的氧化铁纳米晶分别修饰于氨基修饰的介孔硅包覆的金纳米棒的表面，形成核-壳-卫星结构；所述配体转换是指利用2-溴代异丁酸进行配体转换；所述配体转换的氧化铁纳米晶的粒径为1～10nm；所述的金纳米棒的粒径为1～100nm；所述氨基修饰的介孔硅包覆的金纳米棒的粒径为5～500nm。/n

【技术特征摘要】
1.一种金/介孔硅/氧化铁纳米复合材料，其特征在于，将配体转换的氧化铁纳米晶分别修饰于氨基修饰的介孔硅包覆的金纳米棒的表面，形成核-壳-卫星结构；所述配体转换是指利用2-溴代异丁酸进行配体转换；所述配体转换的氧化铁纳米晶的粒径为1～10nm；所述的金纳米棒的粒径为1～100nm；所述氨基修饰的介孔硅包覆的金纳米棒的粒径为5～500nm。


2.一种如权利要求1所述的金/介孔硅/氧化铁纳米复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将油酸铁、油酸、油醇加到十八烯中反应，得到氧化铁纳米晶；利用2-溴代异丁酸进行配体转换，得到配体转换的氧化铁纳米晶；所述配体转换的氧化铁纳米晶的粒径为1～10nm；
2)将硼氢化钠加到四氯金酸和十六烷基三甲基溴化铵的水溶液中，得到金种溶液；随后将抗坏血酸加入到含四氯金酸，硝酸银，十六烷基三甲基溴化铵的水溶液中得到生长溶液；将金种溶液加入到生长溶液中反应，得到金纳米棒；所述金纳米棒的粒径为1～100nm；
3)将金纳米棒加入到十六烷基三甲基溴化铵、氢氧化钠的水溶液中，再向其中加入正硅酸乙酯进行反应，得到介孔硅包覆的金纳米棒；将3-氨丙基三乙氧基硅烷加入到介孔硅包覆的金纳米棒的乙醇溶液中反应，得到氨基修饰的介孔硅包覆的金纳米棒；所述氨基修饰的介孔硅包覆的金纳米棒的粒径为5～500nm。
4)将配体转换的氧化铁纳米晶和氨基...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌代舜，李方园，杜阳，陈征，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33