摘要
纳米介孔材料的设计和合成在基础研究和实际应用中备受关注。与传统的实心纳米颗粒相比，非实心颗粒具有密度低，比表面积大和客体负载量高等优点。可渗透的中空结构不仅可以提供反应微环境，而且可以有效地分离物质，体现了这类纳米材料活性高，选择性强的特点，使其在催化，能量循环，药物存储和电化学等领域有广阔的应用前景。除内部结构之外，纳米材料外部形态的不对称性也一直是研究的热点，因为各向异性颗粒具有高度复杂的形态和特殊的性能，有望成为先进材料的下一代新型构建基块。然而，目前没有可以同时调节纳米颗粒内部结构和外部构造的合成策略报道。 除结构研究之外，纳米介孔材料的组分研究也是热点话题。常见的介孔材料主要有介孔二氧化硅和介孔碳材料。介孔硅纳米颗粒（MSNs）良好分散性可以改善水溶性差的药物的溶解释放。介孔碳纳米颗粒（MCNs）作为三维碳材料，由于其明确的介孔孔隙、大的比表面积和可调的粒径，已经成为一种新型的癌症治疗药物载体。为了将MSNs和MCNs的优点结合到同一药物载体，可以制备介孔碳@硅复合材料。 基于上述提到的问题，本文对纳米介孔材料的合成与应用进行了深入具体的研究。主要研究内容如下：（1）首次通过乳液诱导界面自组装法在同一体系中合成多形貌介孔碳@介孔硅纳米颗粒（MC@MSs），例如空心结构MC@MSs（HMC@MSs），多腔结构MC@MSs（MMC@MSs），以及凹陷程度和表面粗糙度可调的空心碗状MC@MSs（HBMC@MSs）。该方法使用三油酸甘油酯（GTO）和Pluronic F127作为共模板，间苯三酚-甲醛（PF）作为碳前体，乙二胺（EDA）作为碱性催化剂和氮源，TEOS作为二氧化硅前体，CTAB作为硅的结构导向剂。获得的MC@MSs具有亲水性外壳和疏水性内芯。通过调节反应参数，如改变GTO的用量可以调节HMC@MSs的空腔尺寸；改变初级乳液中乙醇浓度可以调节纳米颗粒的内部结构；改变乙醇/水的体积比可以调节HBMC@MSs的凹陷程度；改变CTAB的用量可以调节HBMC@MSs的表面粗糙度。并且首次提出溶胀-双重渗透机制解释多形貌MC@MSs的形成过程。 （2）溶血实验结果表明，MC@MSs的生物相容性良好，达到了作为药物载体的基本要求。细胞摄取实验结果表明，HMC@MSs，MMC@MSs和HBMC@MSs可以通过胞吞作用进入细胞，其中HBMC@MSs进入细胞的速度最快。MC@MSs的高比表面积有利于药物的吸附，选择疏水性药物5-氟尿嘧啶（5-FU）作为模型药物，制备载药材料5-FU-MC@MSs。对比不同载药材料在不同溶出介质中的释药行为，结果表明同种载药材料的释药行为具有pH响应性，溶出介质的pH越小，药物的溶出速率越快；溶出环境相同时，不同形貌载药材料的释药行为存在差异，单空腔结构的MC@MSs释药速率最快。 （3）首次通过局部热解法合成氮掺杂多腔结构MC@MSs。该方法是对乳液法的改进，实验操作更简单，使用原料减少。合成过程中通过改变甲醛的用量调节产物的内部结构。溶血实验表明该材料的生物相容性良好。用作药物载体时选择疏水性药物5-FU和亲水性药物环磷酰胺（CTX）作为模型药物。CTX的载药量为87%，5-FU的载药量为34%。药物溶出结果显示，在相同的溶出介质中，CTX-MC@MSs的溶出速率大于5-FU-MC@MSs的溶出速率。表明该材料对不同性质药物的负载和溶出存在明显差异，可以根据实际需要进行选择。
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