响应性聚合物诱导制备空心多孔硅球

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空心多孔纳米硅球作为生物大分子的负载媒介,因其具有较大的比表面积,合适的孔尺寸和庞大的空腔,已经越来越多的受到人们的关注。制备空心多孔纳米硅球的方法层出不穷,但是方法中都会或多或少的存在一定的不足。本文利用温度和pH双敏感型嵌段共聚物聚(N-异丙基丙烯酰胺-b-4-乙烯基吡啶)(PNIPAm-b-P4VP),模拟自然界生物矿化的现象,条件温和、简单有效的一步法制备了尺寸均一,粒径可控的空心多孔纳米硅球。其中,嵌段共聚物PNIPAm-b-P4VP在温度高于LCST,pH4.0时形成以PNIPAm为核,质子化的P4VP为壳层的胶束。利用胶束表面P4VP与硅烷试剂的静电及氢键作用,选择性沉积硅前驱体四甲氧基硅烷(TMOS)。这种纳米硅球的尺寸、空心的大小及壳层的厚度可以通过聚合物浓度,加入硅前驱体的含量,不同温度和pH值调控得到。设计的预水解实验用于证明聚合物的模板化作用,反应中使用的聚合物,在离心处理收集后,可以继续进行循环应用。最后对空心多孔硅纳米颗粒的药物及蛋白吸附和负载的能力初步的进行了研究。   本文基于本课题组之前的研究,利用响应性嵌段聚合物,聚(乙二醇-b-N-异丙基丙烯酰胺)(PEG114-b-PNIPAm130)和聚(孔N-异丙基丙烯酰胺-b-4-乙烯基吡啶)(PNIPAm106-b-P4VP102)在水溶液中自组装形成核-壳型复合胶束的性质,并以其为单一软模板,以四甲氧基硅烷(TMOS)为硅前躯体,在温和条件下,一步法制备得到了形态均一、尺寸可控的大介孔空心纳米硅球。这种大介孔空心纳米硅球具有大的比表面积(1018.1 m2/g)和介孔尺寸(12.1 nm)。可以很好的用于对生物大分子,如抗体蛋白等的包埋和运输。并且研究了交联剂添加与否,灼烧前后及不同pH值对所得大介孔空心纳米硅球形态、尺寸等的影响。最后,我们利用大介孔空心纳米硅球对牛血清蛋白以及疏水性四氧化三铁(Fe3O4)磁性纳米粒子的吸附负载能力进行了研究。
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