放射性核素標(biāo)記的介孔生物玻璃納米顆粒及其制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種介孔生物玻璃納米顆粒，尤其涉及一種放射性核素標(biāo)記的介孔生物玻璃納米顆粒及其制備方法與應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]介孔生物玻璃(mesoporousb1active glass, MBG)納米顆粒是以 S12-CaO-P2O5為基礎(chǔ)組成成分，具有高度有序的介孔通道結(jié)構(gòu)的新型納米材料。目前，通過(guò)在蒸發(fā)誘導(dǎo)自組裝反應(yīng)過(guò)程中加入不同的表面活性劑(如溴化十六烷基三甲銨，聚環(huán)氧乙烷-聚環(huán)氧丙烷-聚環(huán)氧乙烷三嵌段共聚物等)可制備介孔尺寸在2-10nm范圍內(nèi)的介孔生物玻璃納米顆粒，其比表面積的范圍在300-1040m2/g，孔容可達(dá)到0.36-1.54cm3/g，是傳統(tǒng)生物玻璃的數(shù)十倍。介孔生物玻璃納米顆粒具有納米材料的獨(dú)特性能，表現(xiàn)出尺寸小、比表面積大、表面活性高、吸附能力強(qiáng)等優(yōu)良特性和新的功能，并能夠有選擇性地作用于特殊組織和細(xì)胞。因此，有研究將介孔生物玻璃納米顆粒作為載體，應(yīng)用于緩釋藥物的研發(fā)；也有研究將介孔生物玻璃納米顆粒用于診斷和治療各種腫瘤。此外，介孔生物玻璃納米顆粒不但具有良好的生物相容性和生物活性，還具有納米材料獨(dú)特的小尺寸效應(yīng)和表面效應(yīng)。將介孔生物玻璃納米顆粒植入于骨組織后，能與骨組織形成牢固的化學(xué)鍵結(jié)合，且具有骨誘導(dǎo)性。該納米材料目前也是骨修復(fù)材料研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)之一。
[0003]隨著納米技術(shù)的發(fā)展，納米材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用將日趨廣泛，關(guān)于納米材料的生物安全性問(wèn)題也將逐漸被人們所重視。而研究納米材料的生物安全性，就有必要對(duì)納米材料在機(jī)體中的應(yīng)用進(jìn)行示蹤，以研究納米材料在機(jī)體中代謝的生物學(xué)分布和評(píng)價(jià)納米材料對(duì)機(jī)體功能的影響。對(duì)納米材料進(jìn)行放射性核素標(biāo)記是研究納米材料體內(nèi)生物學(xué)分布的重要方法。另外，通過(guò)對(duì)介孔生物玻璃納米顆粒的放射性核素標(biāo)記，可以為開(kāi)發(fā)以介孔生物玻璃納米顆粒為載體的治療藥物、骨修復(fù)材料等提供基礎(chǔ)。
[0004]建立一種放射性核素標(biāo)記的介孔生物玻璃納米顆粒的制備技術(shù)是研究工作的關(guān)鍵和前提。介孔生物玻璃納米顆粒是以鈣-硅基質(zhì)為主要組成成分，而常用硅的同位素素(31Si)的半衰期為170分鐘，相對(duì)較短；而鈣同位素(45Ca)的半衰期則為163.5天。此外，鈣組分是MBG中重要的組成成分，這主要是由于鈣組分的變化可以調(diào)節(jié)表面活性膠束的曲率半徑，從而影響介孔生物玻璃的介孔結(jié)構(gòu)。因此，選擇45Ca從原位標(biāo)記合成MBG支架能夠有效避免因采用外源性核素的引入而破壞介孔結(jié)構(gòu)的問(wèn)題。同時(shí)，45Ca釋放β射線，其能量為0.26MeV，具備較穩(wěn)定的組織標(biāo)準(zhǔn)曲線和回收率，采用均相液體閃爍技術(shù)能對(duì)其放射性活度進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)定。因此，只有選擇45Ca作為放射性核素對(duì)介孔生物玻璃納米顆粒進(jìn)行原位標(biāo)記，才有望達(dá)到揭示納米顆粒體內(nèi)降解特性和生物分布的預(yù)期目的。
[0005]硅烷偶聯(lián)劑是種具有特殊結(jié)構(gòu)的低分子有機(jī)硅化物，也是種重要的無(wú)機(jī)納米顆粒表面改性材料。硅烷偶聯(lián)劑的通式為RSiX3，R代表氨基、巰基、乙烯基、環(huán)氧基、氰基及甲基丙乙稀酷氧基等基團(tuán)，X代表能夠水解的基團(tuán)，如齒素、燒氧基、酷氧基等。5圭燒偶聯(lián)劑對(duì)無(wú)機(jī)納米材料的表面改性主要是通過(guò)形成化學(xué)鍵實(shí)現(xiàn)的。介孔生物玻璃納米顆粒表面存在羥基，它可以與硅烷偶聯(lián)劑中的烷氧基、酰氧基等基團(tuán)形成化學(xué)鍵結(jié)合，從而能夠獲得比較穩(wěn)定的標(biāo)記產(chǎn)物，為進(jìn)一步介孔生物玻璃納米顆粒體內(nèi)顯像和生物學(xué)分布研究提供研究技術(shù)支持。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供了一種放射性核素標(biāo)記的介孔生物玻璃納米顆粒，其中，采用放射性核素對(duì)介孔生物玻璃納米顆粒進(jìn)行標(biāo)記，所述放射性核素為31S1、32P、45Ca中的任意一種或幾種的組合。
[0007]優(yōu)選地，所述放射性核素為45Ca。
[0008]優(yōu)選地，所述的放射性核素標(biāo)記的介孔生物玻璃多孔支架的組成成份包括CaO、S12 和 P2O5,其中，Ca、Si 和 P 的摩爾比為(1-30): (50-100): (1-10)。
[0009]優(yōu)選地，Ca、Si和P的摩爾比為15:80:5。
[0010]優(yōu)選地,所述介孔生物玻璃納米顆粒大小尺寸為50-100nm的球形。
[0011]優(yōu)選地,所述介孔生物玻璃納米顆粒的介孔大小為2.5nm。
[0012]本發(fā)明還提供了一種上述放射性核素標(biāo)記的介孔生物玻璃納米顆粒的制備方法，包括以下步驟:
[0013]步驟a，制備前驅(qū)體溶膠液:將硅源、鈣源、磷源和表面活性劑溶解在溶劑中，堿性條件下攪拌12小時(shí)后加入到聚四氟乙烯反應(yīng)釜中，在80°C條件下進(jìn)行水合反應(yīng)48h。其中，所述鈣源、硅源和磷源中Ca、Si和P的摩爾比為15:80:5，其中:
[0014]所述硅源中含有至少示蹤量的含放射性核素的硅源，和/或
[0015]所述鈣源中含有至少示蹤量的含放射性核素的鈣源，和/或
[0016]所述磷源中含有至少示蹤量的含放射性核素的磷源；
[0017]步驟b，將步驟b處理后的前驅(qū)液550°C溫度下燒結(jié)5小時(shí)，得到所述放射性核素標(biāo)記的介孔生物玻璃納米顆粒。
[0018]步驟C，將步驟b燒結(jié)后得到的45Ca標(biāo)記的介孔生物玻璃納米顆粒加入到硅烷偶聯(lián)劑稀釋溶液，使其硅烷氨基化。
[0019]優(yōu)選地，所述硅源為正硅酸酯類。
[0020]優(yōu)選地，所述硅源選自正硅酸乙酯、正硅酸甲酯和正硅酸丙酯中的至少一種；
[0021]優(yōu)選地，所述鈣源為無(wú)機(jī)鈣。
[0022]優(yōu)選地，所述鈣源選自硝酸鈣、醋酸鈣和其水合物中的至少一種。
[0023]優(yōu)選地，所述磷源為有機(jī)磷酸酯類。
[0024]優(yōu)選地，所述磷源選自磷酸三甲酯和磷酸三乙酯中的至少一種。
[0025]優(yōu)選地，所述表面活性劑為陽(yáng)離子表面活性劑。
[0026]優(yōu)選地,所述陽(yáng)離子表面活性劑選自CTAB。
[0027]本發(fā)明由于采用了以上技術(shù)方案，具有顯著的技術(shù)效果:
[0028]本發(fā)明提供的放射性核素標(biāo)記的介孔生物玻璃納米顆粒，能有效地對(duì)介孔生物玻璃納米顆粒進(jìn)行標(biāo)記，可定量和直觀的檢測(cè)介孔生物玻璃納米顆粒的體內(nèi)分布與蓄積情況，可以用于生物玻璃支架的體內(nèi)吸收和生物分布的研究。
【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1為實(shí)施例1所得介孔生物玻璃納米顆粒的硅膠薄層紙層析法(ITLC/SG法)標(biāo)記產(chǎn)物的鑒定結(jié)果圖；
[0030]圖2為實(shí)施例1所得介孔生物玻璃納米顆粒的透射電鏡(TEM)圖；
[0031]圖3為實(shí)施例1所得介孔生物玻璃納米顆粒的傅里葉紅外光譜(FTIR)圖；
[0032]圖4為實(shí)施例1所得介孔生物玻璃納米顆粒的掃描電鏡(SEM)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]放射性核素標(biāo)記示蹤技術(shù)是利用放射性核素或其標(biāo)記的化合物作為示蹤劑，應(yīng)用射線來(lái)檢測(cè)示蹤劑的分布，并結(jié)合放射自顯影、顯微鏡觀察計(jì)數(shù)、液體閃爍計(jì)數(shù)儀等進(jìn)行定性定量觀察分析的方法，具有靈敏度高、方法簡(jiǎn)便、定位定量準(zhǔn)確的特點(diǎn)，因此，采用放射性核素標(biāo)記示蹤技術(shù)來(lái)標(biāo)記介孔生物玻璃納米顆粒，可以為納米顆粒的生物分布和體內(nèi)成像研究提供重要的技術(shù)手段。
[0034]介孔生物玻璃納米顆粒是以鈣-硅基質(zhì)為主要組成成分，而常用硅的同位素素(31Si)的半衰期為170分鐘，相對(duì)較短；而鈣同位素(45Ca)的半衰期則為163.5天，且45Ca釋放β射線，其能量為0.26MeV，具備較穩(wěn)定的組織標(biāo)準(zhǔn)曲線和回收率，采用均相液體閃爍技術(shù)能對(duì)其放射性活度進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)定。因此，選擇45Ca作為放射性核素對(duì)介孔生物玻璃納米顆粒進(jìn)行原位標(biāo)記，是有效揭示納米顆粒體內(nèi)生物分布和蓄積情況的技術(shù)關(guān)鍵。
[0035]下面參照附圖1-4，結(jié)合以下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，以更好地理解本發(fā)明。
[0036]實(shí)施例1
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