一种纳米稀土掺杂羟基磷灰石基多功能药物载体材料的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种纳米稀土掺杂轻基磷灰石基多功能药物载体材料，属生物医用材料科学领域。
【背景技术】
[0002]生物医用材料是用来对生物体进行诊断、治疗、修复或替换其病损组织、器官或增进其功能的材料，也称为生物材料。主要包括通用生物医用材料、组织工程生物医用材料、现代诊断系统及先进控制释放系统。可以承担多种功能的生物材料在生物标记、细胞成像、DNA检测、病变检测、生物传感等方面具有良好的应用前景。纳米级药物载体是一种属于纳米级微观范畴的亚微粒药物载体输送系统。将药物包封于亚微粒中，可以调节释药的速度，增加生物膜的透过性、改变在体内的分布、提高生物利用度等。筛选与组合纳米粒载体材料，以获得适宜的释药速度;采用表面化学方法对纳米粒表面进行修饰，以提高靶向能力与改变靶向部位;优化制备工艺，以增加药物载量及临床适用性，使之适用于工业化生产;探讨体内工程的动力学规律，以正确描述血液与靶器官内药物的变化规律。载药量大于30%、包封率高于80%、具有适宜的制备及提纯方法、可生物降解、毒性较低或无毒性、适当的粒径与粒形、较长的体内循环时间等特性是理想的药物载体必备的条件。
[0003]具有介孔结构的纳米药物载体在临床应用中具有诸多优势。介孔材料是指孔径介于2-50nm的一类多孔材料。一般生物大分子如蛋白质、酶、核酸以及病毒等，它们的分子量低于30纳米，使得介孔材料非常适用于蛋白质、酶等的固定和分离。例如，麦芽糖等合成介孔材料可以在很好的保留酶的活性的基础上将酶固化。在不同介孔材料的基片上能生成连续的膜材料用于细胞和DNA的分离;介孔材料具有很大的比表面积和比孔容，可以在材料的孔道里载上卟啉、吡啶，或者固定包埋蛋白等生物药物，通过对官能团修饰控释药物，提高药效的持久性。利用生物导向作用，可以有效、准确地击中靶子如癌细胞和病变部位，充分发挥药物的疗效。超顺磁氧化铁纳米粒子在体外和体内细胞和分子成像中成为一类新的探针。在核磁共振中使用超顺磁显影剂具有产生比顺磁的显影剂更强的质子弛豫的优点。因而，需要注射到体内的显影剂剂量更少。将超顺磁氧化铁置于交流电磁场中，可使磁方向在平行和反平行之间随机变换，使磁能以热的形式传递给颗粒，在生物体内这个特性可用来破坏病态细胞。肿瘤细胞比健康细胞对温度更敏感。磁性纳米粒子与外加磁场和/或可磁化的植入物可将颗粒递送到靶标区域，在药物释放时使颗粒固定在局部位点，因而药物可在局部释放，完成靶向给药。
【发明内容】
[0004]针对现有技术的不足，本发明要解决的问题是提供一种纳米稀土掺杂羟基磷灰石基多功能药物载体材料，其特征在于以稀土掺杂羟基磷灰石荧光材料为基础构筑集荧光、介孔、磁性、纳米形貌等功能的纳米核壳结构药物载体粒子;其组分由内向外分别是四氧化三铁作为核壳结构的磁性核、无孔二氧化硅层、稀土掺杂羟基磷灰石荧光层、介孔二氧化硅层；核壳结构直径是80-100 nm;其表达式为:Fe304@nonporous_Si02@HAP:Eu@Mesoporous_Si02o
[0005]其中Fe3(k代表四氧化三铁磁性核;nonporous-Si02代表无孔二氧化娃层;HAP:Eu代表稀土掺杂轻基磷灰石焚纳米层;Mesoporous-Si02代表介孔二氧化娃层。
[0006]四氧化三铁作为纳米核壳结构的核其特点是:超顺磁性、呈球形，直径为5-30nm；无孔二氧化硅层厚度为10-15 nm，起到在磁性和荧光功能区域之间形成一个隔离屏障，防止磁性与荧光功能相互干扰而弱化其功能的作用;稀土掺杂羟基磷灰石HAP:Eu荧光层厚度为10-30nm，羟基磷灰石具有与人骨和动物骨骼的无机成分相似的结构，生物相容性、生物稳定性和无毒性，稀土掺杂羟基磷灰石荧光材料具有激发光在红外区域，组织穿透深度大，能实现零背景探测，具有荧光性能的羟基磷灰石具有有机染料和量子点无法比拟的特点；介孔氧化硅层厚度为1-20 nm，介孔尺寸连续可调，其作为载体起到锚定药物或者蛋白质、酶等，承担对锚定的客体传递和分离的功能。
[0007]本发明涉及一种微观形貌佳、高纯度、分散性好生物相容性高的羟基磷灰石基多功能功能核壳结构生物医用载体材料，本发明还提供了一种纳米尺度高分散性的，具有磁性靶向定位、高容量药物锚定、荧光病变检测和生物传感等应用能力的功能纳米核壳结构生物医用载体材料的制备方法。
[0008]本发明所述的一种纳米稀土掺杂轻基磷灰石基多功能药物载体材料，由下述步骤实现:
(1)磁性纳米四氧化三铁粒子的制备，取1.988g FeCl24H20和3.244 g FeCl36H20溶于100 mL去离子水中，移入250 mL三颈瓶中，置于25°C水浴中，在三颈瓶通入氩气进行保护，取4.599 g Κ0Η溶于100 mL去离子水中，在400转/分搅拌下加入三颈瓶中，当溶液变成黑色后，继续搅拌5 h，得到Fe304纳米颗粒，对合成的Fe304纳米颗粒用去离子水和无水乙醇交替3次清洗，在80 °C下真空烘干备用；
(2)无孔二氧化娃层的制备，称取步骤(1)中制备的Fe3040.1 g加入80 mL无水乙醇中，超声处理20-40 min，然后加入2 mL 28%的氨水和2 mL去离子，Fe304均匀分散到溶剂后，向其中加入体积浓度为25%正硅酸乙酯TE0S无水乙醇溶液3 mL，持续超声3-6 h，室温静置12h，将产物利用强磁场进行分离，分别用无水乙醇和去离子水清洗3-6次，清洗完成的纳米纳米颗粒分散到50 mL去离子水中备用；
(3)稀土掺杂羟基磷灰石层的制备，取步骤(2)得到的溶液移入250mL的三颈瓶中，然后加入0.1584 g的(ΝΗ4)2ΗΡ04和0.1 g十六烷基三甲基溴化铵CTAB，0.01-0.06 g Eu(N03)3.6H20利用氨水调节pH值为10-12，按照Ca/P=1.67称取相应数量的CaCl2并溶于50mL去离子中，三颈瓶置于水浴锅中，水浴温度80-90 °C，400转/分搅拌，通入氩气，然后将CaCl2溶液逐滴加入到三颈瓶中，滴加完成后保持搅拌6 h，将产物溶液移入带有聚四氟乙烯内衬的水热反应釜中，160 1水热处理5 h后，获得具有一定微观形貌、高结晶度、组分单一的HAP:Eu包覆层，将产物利用强磁场进行分离，分别用无水乙醇和去离子水清洗3-6次，后溶于100 mL去离子水中备用；
(4 )介孔二氧化娃层的制备，取步骤(3 )溶液在电磁搅拌下搅拌下加入0.01-0.05 gCTAB和0.01-0.05 g NaOH,然后缓慢加入0.03-0.1 mL TE0S，继续搅拌5 h，陈化12 h，将溶液强磁场分离，分别用去离子水和乙醇洗涤3-5次，80°C真空干燥，将干燥后的产物和100mL丙酮置入250 mL三颈瓶中70 °C回流24 h，然后利用强磁场分离后丙酮清洗2次，在干燥箱中80 1真空干燥10 h后研磨，得到纳米稀土掺杂羟基磷灰石基多功能药物载体材料，其直径为80-100 nm，表不为:Fe304@nonporous-Si02@HAP: EuiMesoporous-Si02。
【具体实施方式】
[0009]下面结合实施例对本发明作进一步阐述，但本发明保护内容不仅限于所述实施例。
[0010]实施例1:
(1)磁性纳米四氧化三铁粒子的制备，取1.988g FeCl24H20和3.244 g FeCl36H20溶于100 mL去离子水中，移入250 mL三颈瓶中，置于25°C水浴中，在三颈瓶通入氩气进行保护，取4.599 g Κ0Η溶于100mL去离子水中，在400转/分搅拌下加入三颈瓶中，当溶液变成黑色后，继续搅拌5 h，得到Fe304纳米颗粒，对合成的Fe304纳米颗粒用去离子水和无水乙醇交替3次清洗，在80 °C下真空烘干备用；
(2)无孔二氧化娃层的制备，称取步骤(1)中制备的Fe3040.1 g加入80 mL无水乙醇中，超声处理30 min，然后加入2 mL 28%的氨水和2 mL去离子，Fe304均匀分散到溶剂后，向其中加入体积浓度为25%正硅酸乙酯TE0S无水乙醇溶液3 mL，持续超声4 h，室温静置12 h，将产物利用强磁场进行分离，分别用无水乙醇和去离子水清洗4次，清洗完成的纳米纳米颗粒分散到50 mL去呙子水中备用；
(3)稀土掺杂羟基磷灰石层的制备，取步骤(2)得到的溶液移入250mL的三颈瓶中，然后加入0.1584 g的(Ν