介孔二氧化硅在农药缓释制剂中的运用及中国专利申请现状

近年来介孔二氧化硅颗粒作为纳米载药系统在农药缓释剂领域得到了广泛的应用,相关专利申请的热点也由未经修饰的介孔二氧化硅载药转向改性介孔二氧化硅载药。本文介绍了近年来中国专利申请中介孔二氧化硅负载农药的研究进展,对介孔二氧化硅的主要改性方式进行了总结。

介孔二氧化硅纳米粒作为抗癌药物递送载体研究进展

介孔二氧化硅纳米粒在抗癌药物递送系统中被广泛应用,因其具有孔径可调控、表面易被修饰、亲水性较好、生物兼容性良好等优势被制备成纳米药物递送载体.本文将从介孔二氧化硅纳米粒的合成方法、机理、生物降解及其在抗癌药物递送系统中的应用等方面对其进行总结,希望能为其作为纳米药物递送载体的研究提供帮助.

聚多巴胺修饰载姜黄素介孔二氧化硅纳米粒的研究

目的 制备聚多巴胺(PDA)修饰的载姜黄素(CUR)介孔二氧化硅纳米粒(MSN),并对其进行药剂学性质、体外释药及体外抗肿瘤活性研究。方法 以模板法合成介孔二氧化硅纳米粒,对其表面进行PDA修饰,考察纳米粒的药剂学性质,研究载药制剂的pH响应性释药,评价载体的生物相容性和载药制剂的体外细胞生长抑制率,考察肿瘤细胞对载药制剂的摄取。结果 MSN粒径均一,经PDA修饰后,CUR@MSN-PDA体外释药具有显著的pH响应性;生物相容性结果表明,各载体材料与MDA-MB-231细胞共培养24 h后,细胞存活率均在85%以上;体外肿瘤细胞生长抑制率实验结果表明,CUR@MSN-PDA对肿瘤细胞的生长抑制率显著高于CUR@MSN,细胞摄取结果表明,CUR@MSN-PDA在细胞内的荧光强度显著强于CUR@MSN。结论 构建的纳米载体具有显著的pH响应性和较强的抗肿瘤活性,为CUR的药物递送提供了理论依据。

介孔氧化硅分子筛负载金属氧化物高温煤气脱硫剂结构调控与脱硫过程放硫的研究进展

煤气化是煤炭清洁高效利用的核心技术,但气化粗煤气中所含硫化氢(H_(2)S)会腐蚀设备并污染环境,因此需要对煤气进行净化脱硫。介孔氧化硅分子筛具有大比表面积、大孔容和有序的介孔结构等特性,将其作为金属氧化物的载体可促进金属氧化物的分散,并为脱硫反应提供大量的反应活性位点,减少传质阻力。脱硫剂构效关系是煤气脱硫技术的关键科学难题之一,然而对于负载型高温煤气脱硫剂而言,上述关系受介孔氧化硅分子筛、脱硫活性组分种类、脱硫剂改性手段和脱硫条件等多因素叠加影响,因而要明晰其本质极具挑战。为此,首先探讨了不同介孔氧化硅分子筛的孔道结构特性,剖析了介孔氧化硅分子筛负载活性组分后的脱硫行为差异,发现拥有丰富孔结构及较厚孔壁的载体的脱硫剂在高温脱硫过程中表现更优。同时,分析了近年来针对锌基、锰基和铁基等金属氧化物负载型脱硫剂的结构调控策略及其对脱硫性能的影响规律,认为通过金属掺杂复合改性可提高活性组分脱硫活性;并对脱硫过程中的放硫机制、放硫规律及抑制手段进行了探讨,认为在脱硫剂中引入催化羰基硫(COS)氢解助剂可有效抑制放硫行为。本综述内容可为高性能高温脱硫剂结构设计与功能化构筑提供理论依据。

树枝状介孔二氧化硅负载纳米银用于太阳能驱动的清洁水生产

合成了树枝状介孔二氧化硅纳米颗粒(Dendritic Mesoporous Silica Nanoparticles,DMSNs),随后通过化学还原法在其孔道中装载纳米银(Ag),最终得到Ag@DMSNs复合物。由于纳米银被固定在DMSNs孔道中,因此不易发生团聚,且纳米银的等离激元耦合效应使Ag@DMSNs在太阳辐射范围内具有强的广谱吸收。更重要的是,等离激元弛豫过程中的热效应可以将太阳能高效转化成热,例如,Ag@DMSNs在一个模拟太阳光照射下5 min内(1 k W·m^(-2),420~2500 nm)即可使其表面温度从26℃升温至70℃。将Ag@DMSNs负载于多孔的聚氨酯泡沫材料上,其在一个太阳辐照下的水蒸发速率可达到1.10 kg·m^(-2)·h^(-1),且在模拟海水中也能保持较好的稳定性能。此外,在Ag@DMSNs复合物中纳米银等离激元的弛豫过程中产生的热电子可以有效去除水中污染物,如降解亚甲基蓝。这些结果表明,合理构筑等离激元耦合模式,并利用等离激元弛豫过程中的热效应和热电子效应是实现太阳能驱动的清洁水生产的有效途径,这将为解决日益严峻的淡水稀缺问题提供新思路和新材料。

基于动态硼酸酯键构建双重刺激响应型介孔氧化硅

该文通过化学修饰介孔氧化硅,利用动态硼酸酯键构建了新型可控释放体系。采用阴离子辅助法合成了具有独特中心径向孔结构和孔径大于4 nm的介孔氧化硅纳米颗粒,并在其孔内外表面接枝苯硼酸。当体系中添加含顺式二醇键的聚合物时,可以与孔表面的苯硼酸形成硼酸酯键,产生对孔道空间的调节效应,从而实现介孔氧化硅纳米颗粒内不同程度的分子负载。利用硼酸酯键的动态反应性(pH值为酸性时水解断键;与过氧化氢发生氧化断键),成功调控了孔道内负载染料分子的响应释放行为。该文研究结果对于开拓构建基于氧化硅结构的可控释放结构、发展高效药物传输体系具有奠定理论和试验基础的意义。

多元响应介孔二氧化硅纳米药物递送体系构建及性能分析

采用共沉淀法制备了Fe_(3)O_(4)并作为SA@Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)的磁性核心,从而实现磁靶向。在Fe_(3)O_(4)表面包覆介孔二氧化硅得到Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)。此外,将海藻酸钠修饰在介孔二氧化硅表面作为pH响应物质,能够实现在低pH下解离并在其他情况下结合在介孔二氧化硅表面阻塞其孔道,防止在中性pH下发生突释。利用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)、BET分析仪、透射电镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)和Zeta电位分析仪对该药物递送体系进行表征。盐酸阿霉素作为模型药物被负载在药物递送体系的介孔中,用于评估药物递送体系的药物负载和释放能力。药物负载和释放研究表明,载药量和包封率分别为1.62%和24.31%;在pH 7.4和pH 5.0的条件下,SA@Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)的累计释放率分别为35.82%和88.51%,表现出良好的pH响应性能。

负载3-甲基腺嘌呤介孔二氧化硅的制备与释药性能研究

目的制备唑来膦酸(ZOL)修饰的聚多巴胺(PDA)包覆介孔二氧化硅(MSN)纳米颗粒,对其进行表征及释药性能研究。方法将ZOL与氨基-聚乙二醇-巯基连接作为骨靶向配体,通过加成反应修饰在PDA包覆的MSN表面,得到药物载体MSN@PDA-PEG-ZOL,通过1H-NMR、FT-IR、TEM、粒径及Zeta电位等方法对其进行表征。以自噬抑制剂3-甲基腺嘌呤(3-MA)为药物模型,设计不同药物浓度计算载药量及包封率,筛选最佳处方,并考察药物在不同环境下的释放量。结果制备得到的纳米颗粒为分散均匀的球形结构;粒径及Zeta电位分别为(229.1±8.8)nm、-(30.3±0.6)mV;载药浓度在1000μg·mL^(-1)时,其包封率为(90.87±0.05)%,载药量为(37.55±0.02)%。纳米颗粒在pH 7.4的PBS溶液中48 h内的药物释放率为(16.99±0.15)%,在pH 5.0的PBS溶液中的释放率为(65.11±1.64)%,有利于药物在肿瘤微环境中的释放。结论本文成功制备了负载3-MA且具有靶向性和pH响应性的纳米制剂,其分散性好,具有高载药量、高包封率等特点,可为后续研究奠定基础。

介孔氧化铝高效处理有机农药草甘膦的性能研究

采用一种制备简单、成本低的介孔氧化铝为吸附剂,探究了其去除水中有机农药草甘膦的性能。首先采用溶胶-凝胶法制备了具有高比表面积和大孔径的介孔氧化铝。探究了沉淀剂种类、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)用量及煅烧温度对介孔氧化铝吸附草甘膦的性能影响。结果表明,以碳酸氢铵为沉淀剂、CTAB和氧化铝物质的量比为0.33、煅烧温度为550℃时制备的介孔氧化铝720 min对初始质量浓度为100 mg·L^(-1)的草甘膦的吸附效果可高达85 mg·g^(-1)。该材料在处理草甘膦废水方面优于大多数金属氧化物和其他介孔材料吸附剂,说明其在处理草甘膦方面的巨大潜力。

中空介孔二氧化硅负载戊唑醇纳米缓释颗粒的制备及生物活性

本研究以中空介孔纳米二氧化硅(hollow mesoporous nano silica, HMS)为载体负载戊唑醇(tebuconazole, Teb),制备了戊唑醇@中空介孔纳米二氧化硅(Teb@HMS)缓释颗粒。通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、比表面积分析仪(BET)及热重分析仪(TGA)等仪器对其形貌、结构与性能进行了表征。通过高效液相色谱(HPLC)分析研究了戊唑醇在缓释颗粒中的释放行为。通过菌丝生长速率法、盆栽试验和田间防效试验测定了Teb@HMS缓释颗粒对立枯丝核菌的抑制活性及对水稻纹枯病的防治效果。通过水稻种子发芽试验和斑马鱼试验对Teb@HMS的安全性进行了评价。结果表明:所制备的纳米二氧化硅载药粒子呈规整的中空介孔结构,对戊唑醇的载药率为52.02%,缓释时间长达400 h;Teb@HMS缓释颗粒降低了戊唑醇对非靶标生物水稻种子及斑马鱼的毒性,抑菌活性明显优于戊唑醇原药;盆栽和田间试验结果显示,施药后第18天Teb@HMS针对水稻纹枯病的保护作用防效分别达61.79%和70.42%。该研究可为中空介孔纳米二氧化硅缓释颗粒在农药减量化和植物病害绿色可持续防控方面提供技术支撑和理论指导。

介孔氧化铝改性及其CO_(2)吸附性能研究

近年来,化石燃料燃烧排放的CO_(2)威胁着环境,在化石燃料燃烧的同时捕集CO_(2)进行高效利用越来越关键。介孔氧化铝负载金属吸附CO_(2)前景广泛,本文通过以介孔氧化铝为载体负载不同活性金属吸附CO_(2),采用N2吸附-脱附、XRD、热重等表征评价了吸附剂的性能,金属改性的介孔氧化铝可以增加吸附剂载体的表面碱性位数量,为CO_(2)提供了更多的吸附位点,从而提高了对室温气体CO_(2)捕集。

介孔二氧化硅在口腔疾病治疗中的研究进展

随着现代科技水平的提高及当代医学对新型药物需求量的增长,介孔二氧化硅材料作为药物的载体应运而生,作为研究时间最长、技术最成熟的介孔材料,介孔二氧化硅为介孔材料这一领域的设计提供了理论与实践的支持。纳米颗粒具有表面易修饰、生物相容性良好、较高的载药量、孔径可调等优点,已成为当代惹人注目的一种药物载体。但是,目前介孔二氧化硅材料的市场供应量较小,制备方法也有待进一步优化,如何使其规模化生产也成为当前研究的热点。口腔医学是医学领域中的一个重要分支,涉及口腔疾病的预防、诊断、治疗和康复。随着人们健康意识和医疗技术水平的不断提高,口腔医学行业得到了快速发展,口腔新材料及新技术亦不断推陈出新,基于近年来介孔二氧化硅作为药物传递系统用于治疗牙周炎、癌症、牙本质过敏症及龋齿方面的显著疗效,本文就介孔二氧化硅在口腔疾病中的应用作一综述。

基于功能化介孔二氧化硅的贻贝中磷脂选择性纯化研究

为制备高纯度海洋源磷脂,本研究利用微乳液法制备介孔二氧化硅(KCC-1)微球,并基于水蒸气内部水解法对其进行功能化修饰,分别合成二氧化钛/KCC-1(TiO_(2)/KCC-1)和氧化石墨烯/KCC-1(GO/KCC-1)复合材料,再通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)等技术表征形貌结构,而后制成固相微萃取(SPE)柱。以贻贝为原料,分别采用TiO_(2)/KCC-1 SPE和GO/KCC-1 SPE法纯化磷脂,以富集因子(EF)作为指标评价其性能,达到制备高纯度磷脂的目的。结果表明,合成的KCC-1微球直径为250~400 nm,形貌良好、大小均一、比表面积较大,且经功能化修饰,成功合成了TiO_(2)/KCC-1和GO/KCC-1填料。对比分析可知,EF_(TiO_(2)/KCC-1)>EF_(GO/KCC-1),说明TiO_(2)/KCC-1 SPE法纯化磷脂的作用效果更优。通过该方法制备的磷脂纯度高达93.57%。本研究结果为高纯度海洋源磷脂的制备提供了技术支撑。

抗菌丁香酚/介孔二氧化硅纳米颗粒的制备及其医用潜力评价

为了解决天然抗菌丁香酚(EG)应用过程中易挥发、利用率低的问题,采用St9ber法制备高比表面积、微孔径可控、热稳定性和生物兼容性优的丁香酚专用介孔二氧化硅微粒(MSNs),探究其在敷料应用场景下的长效缓释、高效抗菌等性能。设计制备的MSNs粒径范围为100~200 nm,孔径6.54 nm,比表面积998.05 m^(2)/g,丁香酚固载量达57.09%。实验证明丁香酚/介孔二氧化硅纳米颗粒(EG@MSNs)具有快速抗菌效果,而EG@MSNs负载的非织材料基海藻酸钙敷料(EG@MSNs/CA@NWs)经过恒温培养箱培养15 d后,对大肠杆菌仍保持良好的抑菌效果,且该抗菌敷料的凝血时间缩短71.40%。此外,EG@MSNs/CA@NWs敷料的荧光物、表面活性物、水中溶出物和水浸出液酸碱度均表现优异。文章设计制备的EG@MSNs有望在伤口、创面抗菌修复领域展现良好的实际应用潜力。

介孔二氧化硅/金属氧化物的复合催化剂设计研究进展

有序介孔材料具有比表面积高、孔径较大、孔径及孔的形状可调、孔表面易于修饰以及形貌多样可控等优点,是一种良好的载体。研究发现,将金属氧化物负载在介孔材料可以极大地提高金属的催化性能。综述了单金属氧化物催化剂和双金属氧化物催化剂以及双金属催化剂在介孔二氧化硅材料上负载的方法,为之后的发展提供参考。

纳米金颗粒@介孔二氧化硅修饰钛种植体促进高糖条件下的成骨分化

背景:微纳米结构改性是钛种植体表面处理的热点研究领域。糖尿病高血糖环境会影响钛种植体与骨组织形成稳定的结合,探索通过表面微纳结构改性来提高钛种植体在高糖环境下的成骨活性是有必要的。目的:观察钛表面纳米金颗粒@介孔二氧化硅涂层对体外高糖条件下成骨分化的影响。方法:分别制备纳米金颗粒悬浮液与介孔二氧化硅,将二者按一定比例混合在去离子水中,制备纳米金颗粒@介孔二氧化硅悬浮液。取钛片,分3组处理:光滑组经过水砂纸打磨处理,纳米管组经过水砂纸打磨处理后采用阳极氧化技术制备二氧化钛纳米管涂层,实验组制备二氧化钛纳米管涂层后浸泡于纳米金颗粒@介孔二氧化硅悬浮液中,制备纳米金颗粒@介孔二氧化硅涂层,表征3组钛片表面的微观形貌、亲水性。将大鼠骨髓间充质干细胞接种于3组钛片表面,通过细胞活/死荧光染色及CCK-8实验检测细胞增殖,DAPI/鬼笔环肽染色检测细胞黏附。将大鼠骨髓间充质干细胞接种于3组钛片表面,加入高糖成骨诱导培养基培养,通过碱性磷酸酶与茜素红S染色检测成骨分化。结果与结论:(1)扫描电镜下可见光滑组钛片表面均匀平坦,纳米管组钛片表面排列紧密的二氧化钛纳米管阵列,实验组钛片在二氧化钛纳米管表面及内部均负载纳米金颗粒@介孔二氧化硅;纳米管组、实验组钛片亲水性均优于光滑组。(2)细胞活/死荧光染色结果显示,3组钛片表面的细胞活力均高于90%;CCK-8实验结果显示,实验组细胞增殖率高于光滑组、纳米管组;DAPI/鬼笔环肽染色结果显示,二氧化钛纳米管涂层、纳米金颗粒@介孔二氧化硅涂层更有利于细胞黏附。(3)碱性磷酸酶与茜素红S染色结果显示,实验组钛片表面细胞碱性磷酸酶活性与细胞外基质矿化程度均高于光滑组、纳米管组。(4)结果表明,纳米金颗粒@介孔二氧化硅涂层可增强钛表面生物活性,促进高糖环境下的成骨分化。

合成方法对Co基介孔二氧化硅纳米球丙烷脱氢性能的影响

以树枝状介孔二氧化硅纳米球为载体、Co为活性组分,分别采用等体积浸渍法、嫁接法和掺杂法制备了含Co介孔二氧化硅纳米球催化剂,利用XRD、SEM、N_(2)吸附-脱附、XPS等方法对催化剂进行表征,考察了催化剂的丙烷脱氢制丙烯的催化活性。实验结果表明,在嫁接法和掺杂法制备的催化剂中,活性组分Co的分散性更好,主要以Co^(2+)形式存在并与载体产生较强的相互作用;掺杂法合成过程简单,催化剂中树枝状介孔二氧化硅纳米球载体的结构保持更完整,催化剂表现出良好的丙烷脱氢活性和稳定性。

中空介孔二氧化硅微球提高茶多酚稳定性

目的:提高茶多酚(TP)的稳定性。方法:利用乳液模板法制备中空介孔二氧化硅(HMSN),通过有机溶剂浸渍将TP载入HMSN中,得到HMSN@TP复合物。对HMSN@TP在光照、温度、酸碱以及气体等因素作用下的稳定性进行研究,并对TP自由基清除能力和抗菌性能进行检测。结果:制备的HMSN@TP复合物中TP质量分数为10.85%,HMSN的包封有效改善TP的水分散性;与自由TP相比,HMSN@TP贮藏7 d后TP保留率提升17%;在不同光照、温度、酸碱及气体环境下,HMSN的包裹能够显著降低TP的降解速率,同时提高TP的抗氧化性;大肠杆菌的抑菌试验结果表明HMSN的包裹没有影响TP的抗菌性。结论:HMSN@TP有效提高TP的稳定性,使其活性在不同环境下能够得到更好的保持。因此,HMSN可以作为TP的候选载体,以提高TP在不同加工过程中的稳定性。

多级孔二氧化硅负载铜催化剂制备及甲醇脱氢性能

甲酸甲酯是一种重要的煤化工下游化学品,甲醇脱氢制甲酸甲酯主要使用铜基催化剂,金属铜易发生团聚、烧结是限制催化剂性能的关键因素。通过水热合成法制备有序多级孔氧化硅载体(HPS-x),采用蒸氨法和浸渍法分别制得Cu/HPS-x(x=100、130和160)和Cu/HPS-130-W催化剂,考察不同水热温度对催化剂在甲醇脱氢制甲酸甲酯的催化性能的影响,催化剂活性顺序为:Cu/HPS-130>Cu/HPS-160>Cu/HPS-100>Cu/HPS-130-W。表征结果显示,水热温度对HPS载体的织构性质有显著影响,HPS-100以微孔为主,介孔较少,HPS-160比表面积较低,HPS-130载体有适宜孔径分布的有序微介孔结构,能有效促进Cu粒子分散,防止活性组分团聚,进而提高催化剂活性。采用蒸氨法制备的Cu/HPS-130催化剂在0.2 MPa、300℃反应条件下,甲醇转化率和MF选择性分别达38.7%和79.8%,明显优于浸渍法制备的Cu/HPS-130-W催化剂。结果表明蒸氨法比浸渍法更有利于活性组分的分散,载体和金属间相互作用更强,避免活性组分的团聚和剥离。

纳米Fe_(3)O_(4)修饰功能化介孔分子筛MS-PC_(20)高效吸附La(Ⅲ)

以硅酸钠和氟硅酸为原料,采用非离子表面活性剂聚氧乙烯(20)十六烷基醚(PC_(20)),利用凝胶法制备了介孔二氧化硅(MS-PC_(20))。将MS-PC_(20)经(E)-2-[(羟甲基)亚氨基甲基]-5-甲氧基苯酚(HESI)选择性配体修饰,再在改性材料中加入磁性成分(Fe_(3)O_(4)),成功制备出MS-PC_(20)-HESI和MS-PC_(20)-HESI-Fe_(3)O_(4)-NPs。将它们作为一种新型吸附剂,用于吸附水样中的La(Ⅲ)离子。通过傅里叶红外光谱、扫描电镜和X射线衍射等表征手段,确定复合材料的化学结构、形貌、晶体结构等特征。通过对样品溶液pH、La(Ⅲ)离子初始质量浓度和吸附时间等变量进行考察和优化,探究MS-PC_(20)-HESI-Fe_(3)O_(4)-NPs吸附剂在不同条件下对La(Ⅲ)吸附性能的影响。结果表明:在优化条件下,MS-PC_(20)-HESI-Fe_(3)O_(4)-NPs复合材料对La(Ⅲ)的吸附量为165.68 mg·g^(-1),吸附率高达88.34%,吸附的过程符合伪二阶模型和朗缪尔模型,其不仅吸附速率快,还对目标物种有足够的可及性、高吸附容量和良好的可重用性,并且加入磁性成分可以通过适当的磁场实现方便和经济的磁分离。