功能化介孔二氧化硅纳米材料的应用
介孔二氧化硅在生物医药方面的应用
介孔二氧化硅在生物医药方面的应用
首先，介孔二氧化硅纳米载体用于医药方面，具有优良的特性。
其具有较大的孔容和比表面积，有利于药物的高效装载；载体的刚性结构及介孔孔道，有利于提高药物的物理稳定性；表面易功能化修饰，可用于控释及靶向药物传递系统，有利于增强药效并降低毒副作用；此外，介孔二氧化硅的体内细胞毒性、生物降解、生物分布排泄等一系列生物安全性评价均显示良好结果。
其次，介孔二氧化硅可以与磁性或荧光物质结合，实现药物传递和生物成像的双重功能。
这有利于提高成像质量和药物治疗效果。
此外，介孔二氧化硅作为生物活性材料用于组织再生等方面，也展现出良好的应用前景。
同时，根据介孔二氧化硅或普通硅包不同物质（如硅包银、硅包金等）的特点及应用，可以用于药物装载及传递、肿瘤靶向治疗、MRI成像等。
总的来说，介孔二氧化硅在生物医药方面具有优良的特性和广泛的应用，对生物医药的发展起到了重要的作用。
介孔二氧化硅的应用
的细胞膜
➢ 显微镜观察→细胞形态正常
➢ 3-(4,5-二甲基噻唑-2)-2,5-二苯基四氮唑溴盐比色法(MTT)测试→
线粒体活性仍然处于正常水平
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介孔二氧化硅
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➢ 进，一装步载用药H物N阿O霉3进素行用萃于取化和学蚀疗刻法，。得到含有HP的中空介孔二氧化硅壳的纳米材料
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介孔二氧化硅纳米材料在生物医学上的应用 介孔二氧化硅纳米材料在催化方面的应用
中空介孔二氧化硅壳纳米材料的应用
介孔二氧化硅纳米材料在生物医学上的应用
➢ 基于MSNs独特的结构性质和较高的生物相容性，介孔二氧化硅纳米材料在生 物医学领域具有良好的应用潜力。同时，纳米粒子在水溶液中稳定的分散性 ，也是其能够被细胞吸收的前提，为药物发挥作用提供了可能。
➢ 首先合成了含有(3-异氰基丙基)三乙氧基硅烷 ，并在MSNs的孔道内组装了荧光剂。将第 二代聚酞胺-胺型树枝状高分子G2-PAMAM 引入材料中。作为孔道“门” ，G2-PAMAM 上大量的氨基与(3-异氰基丙基)三乙氧基硅烷 上的异氰基作用将荧光剂固定在孔道内，同 时充分结合质粒DNA，pEGFP-C1。
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同济大学 材料科学与工程学院6微波合成法利用微波加热的主要原理：就是令其极性分子溶剂快 速吸收微波，温度快速上升。 按照物理学理论，分子可分为极性分子和非极性分子 两大类，其中极性分子的正、负电 荷的中心不重合，因而极性分 子具有永久偶极矩，分子在外加电场下，使原来无序的极 性分子变成一定顺序的排 列方式，这就产生了偶极极化，因为微波产生的交变电场是具 有高速的变向性，这 就使得偶极转向极化速度慢而没有能够迅速跟上交变电场导致滞后 于电场，最后使 得纳米材料的里面结构损耗，而且还导致少量的微波转化成了热能加热 了纳米材料。
介孔二氧化硅纳米材料的制备及在药物递送方面的应用研究
介孔二氧化硅纳米材料的制备及在药物递送方面的应用探究1. 引言随着人们对治疗药物副作用和提高治疗效果的要求越来越高，纳米载药技术被广泛应用于药物递送领域。
其中，介孔二氧化硅纳米材料因其奇特的孔道结构和高度可控的孔径大小受到了探究者的关注。
2. 介孔二氧化硅纳米材料的制备方法2.1 模板法2.2 溶胶凝胶法2.3 气相沉积法3. 介孔二氧化硅纳米材料在药物递送方面的应用探究进展3.1 肿瘤治疗3.1.1 化学药物载药3.1.2 生物大分子药物载药3.2 抗菌治疗3.3 组织工程3.4 缓释药物递送系统3.5 合成药物递送系统4. 介孔二氧化硅纳米材料在药物递送中的优缺点4.1 优点4.2 缺点5. 结论介孔二氧化硅纳米材料作为一种具有良好生物相容性和可控释放性能的载药材料，其制备方法日益完善，对于药物递送领域具有重要的应用潜力。
然而，其在临床应用中仍面临一些挑战，包括制备成本高、长期稳定性等问题。
因此，将来的探究还需要进一步优化制备方法，并解决潜在的安全问题，以提高介孔二氧化硅纳米材料在药物递送方面的应用前景。
关键词：介孔二氧化硅纳米材料，制备方法，药物递送，应用探究，优缺点。
Abstract: With the development of nanotechnology, mesoporous silica nanoparticles (MSN) have attracted extensive research interest as a drug carrier material due to their excellent biocompatibility and controllable release properties. This article reviews the preparation methods of mesoporous silica nanoparticles and their research progress in drug delivery.1. IntroductionWith the increasing demand for reducing drug side effects and improving treatment efficacy, nanocarriers have been widely used in drug delivery. Among them, mesoporous silica nanoparticles have received attention from researchers due to their unique pore structure and highly controllable pore size.2. Preparation methods of mesoporous silica nanoparticles2.1 Template method2.2 Sol-gel method2.3 Vapor deposition method3. Research progress of mesoporous silica nanoparticles in drug delivery3.1 Tumor therapy3.1.1 Chemical drug loading3.1.2 Biopolymer drug loading3.2 Antibacterial therapy3.3 Tissue engineering3.4 Sustained drug delivery systems3.5 Synthetic drug delivery systems4. Advantages and disadvantages of mesoporous silica nanoparticles in drug delivery4.1 Advantages4.2 Disadvantages5. ConclusionMesoporous silica nanoparticles, as a drug carrier material with good biocompatibility and controllable release properties, have great application potential in the field of drug delivery. However, challenges still exist in their clinical application, including high preparation cost and long-term stability. Therefore, future research needs to further optimize the preparation methods and address potential safety issues to improve the application prospects of mesoporous silica nanoparticles in drug delivery.Keywords: mesoporous silica nanoparticles, preparation methods, drug delivery, application research, advantages and disadvantages综上所述，介孔硅纳米颗粒在药物传递领域具有许多优点，如高载药能力、可控释放性和可调整的生物相容性。
介孔 二氧化硅
介孔二氧化硅
（原创实用版）
目录
1.介孔二氧化硅的定义和性质
2.介孔二氧化硅的应用领域
3.介孔二氧化硅的发展前景
正文
一、介孔二氧化硅的定义和性质
介孔二氧化硅，又称为孔隙二氧化硅，是一种具有高孔容、高比表面积和良好孔径分布特性的纳米级多孔材料。
其主要成分为二氧化硅（SiO2），具有优异的耐高温、耐腐蚀、高稳定性等性能，广泛应用于催化剂、吸附剂、分子筛等领域。
二、介孔二氧化硅的应用领域
1.催化剂：介孔二氧化硅具有良好的孔道结构和较大的比表面积，有
利于催化剂的活性中心分散，提高催化效率。
因此，在催化剂制备中，介
孔二氧化硅可作为载体，提高催化剂的性能。
2.吸附剂：介孔二氧化硅的高孔容和比表面积使其具有良好的吸附性能，可用于吸附有害气体、重金属离子等污染物质。
在水处理、空气净化
等领域有广泛应用。
3.分子筛：介孔二氧化硅具有良好的孔径分布和孔道结构，可用于制
备分子筛，实现对气体、液体和小分子物质的选择性分离。
4.其他领域：介孔二氧化硅还应用于隔热材料、传感器、生物医学等众多领域，发挥其独特的性能优势。
三、介孔二氧化硅的发展前景
随着科学技术的不断发展，介孔二氧化硅在催化、吸附、分离等领域的应用将更加广泛，市场需求将持续增长。
同时，介孔二氧化硅作为一种环境友好型材料，其绿色、可持续发展的特点将更加受到关注。
胺功能化介孔二氧化硅纳米颗粒
胺功能化介孔二氧化硅纳米颗粒
胺功能化介孔二氧化硅纳米颗粒是一种具有广泛应用前景的新型材料，其在生物医药、催化剂、吸附分离等领域具有重要的应用潜力。
介孔二氧化硅是一种具有高比表面积和丰富孔道结构的材料，通过对其进行胺功能化修饰，可以赋予其更多的化学性质和功能特性，从而拓展其应用范围。
胺功能化介孔二氧化硅纳米颗粒的制备方法多种多样，其中最常见的是采用硅烷偶联剂作为胺基的前体，通过溶剂热法或共沉淀法将其修饰在介孔二氧化硅表面。
通过控制合成条件和反应参数，可以调控胺基的含量和分布，从而实现对材料性能的精确调控。
胺功能化介孔二氧化硅纳米颗粒在生物医药领域具有广泛的应用前景。
其表面胺基团可以与生物分子发生氢键、静电作用等相互作用，用于药物载体、基因传递、细胞成像等方面。
此外，胺功能化介孔二氧化硅纳米颗粒还可用于吸附分离、催化剂载体等领域，具有良好的应用前景。
胺功能化介孔二氧化硅纳米颗粒的研究还面临一些挑战和问题。
首先是合成方法的优化，需要进一步提高合成效率和产品质量；其次是胺基的稳定性和可控性问题，需要寻找更好的修饰方法和材料设计策略；最后是材料的应用性能和安全性评价，需要进一步深入研究。
总的来说，胺功能化介孔二氧化硅纳米颗粒是一种具有广泛应用前景的新型材料，其在生物医药、催化剂、吸附分离等领域具有重要的应用潜力。
随着研究的不断深入和技术的不断进步，相信胺功能化介孔二氧化硅纳米颗粒将会在更多领域展现出其独特的优势和价值。
介孔二氧化硅纳米材料的合成与催化性能
介孔二氧化硅纳米材料的合成与催化性能介孔二氧化硅纳米材料是一种具有广泛应用前景的新材料。
它不仅具有高度的孔隙度和可调节的孔径大小，而且还具有良好的化学稳定性和催化性能，因此被广泛应用于分子筛、催化剂、药物缓释等领域。
本文将介绍介孔二氧化硅纳米材料的制备方法、结构特点以及在催化领域的应用情况。
一、介孔二氧化硅纳米材料的合成介孔二氧化硅纳米材料的合成方法主要有两类：基于硅烷前体的凝胶法和基于表面模板法。
1. 凝胶法凝胶法是目前常用的一种制备介孔二氧化硅纳米材料的方法，其主要步骤包括硅烷前体的水解、缩合、有机模板剂的加入、凝胶形成和模板剂的去除等。
具体而言，硅烷前体首先通过水解缩合反应形成均匀的硅氧网格，然后有机模板剂通过氢键、范德华力等相互作用进入硅氧网格中，最后在适当的条件下，硅氧网格聚合形成介孔二氧化硅纳米材料。
2. 表面模板法表面模板法是一种使用有机小分子作为模板剂形成介孔二氧化硅纳米材料的方法。
具体而言，有机小分子首先在硅烷前体表面吸附，然后硅烷前体发生水解缩合反应形成硅氧网格，同时有机小分子也进入硅氧网格中并形成介孔结构。
最后通过退火等方式去除有机小分子，得到介孔二氧化硅纳米材料。
二、介孔二氧化硅纳米材料的结构特点介孔二氧化硅纳米材料具有高度的孔隙度和可调节的孔径大小，其孔径大小通常在2-50 nm之间。
与孔径大小有关的是模板剂的大小，因为模板剂对介孔结构的形成起着重要的作用。
介孔二氧化硅纳米材料的孔道壁厚度通常在10-20 nm之间，同时具有较大的内表面积和孔体积。
内表面积和孔体积的大小可以通过改变硅烷前体的结构、溶剂的种类和条件等来调节，从而制备出具有不同结构和性质的介孔二氧化硅纳米材料。
三、介孔二氧化硅纳米材料的催化性能介孔二氧化硅纳米材料具有良好的催化性能，主要体现在以下几个方面。
1. 选择性催化由于介孔二氧化硅纳米材料具有可调节的孔径大小和孔道壁厚度，因此可以针对不同的反应分子选择合适的孔径大小和孔道壁厚度，在催化反应中实现选择性催化。
介孔二氧化硅负载药物
介孔二氧化硅负载药物介孔二氧化硅负载药物是一种新型的药物控释系统，被广泛应用于生物、医学等领域。
本文将按照以下步骤进行阐述：一、介孔二氧化硅的概述介孔二氧化硅是一种具有规则孔道结构的纳米材料，具有高比表面积、良好的生物相容性以及较好的化学稳定性等特点。
介孔二氧化硅不仅可用于制备高效催化剂、高效吸附剂等材料，还可用于负载药物。
二、药物的负载药物负载是将药物物质与载体材料结合，形成一种新的复合材料。
负载药物有以下几种作用：1、改善药物的性质，增强药效2、减少药物的副作用3、延长药物在体内的停留时间4、提高使用效率三、介孔二氧化硅负载药物的制备方法介孔二氧化硅负载药物有以下几种制备方法：1、物理吸附法物理吸附法是将药物直接吸附到介孔二氧化硅表面。
该方法简单易行，但药物的吸附量较低，需要经常补充药物。
2、化学共价键合法化学共价键合法是通过化学反应，在介孔二氧化硅表面与药物之间形成化学键。
该方法可以提高药物的吸附量和固定率，但操作复杂。
四、介孔二氧化硅负载药物的应用介孔二氧化硅负载药物可用于医学、生物等领域：1、医学领域介孔二氧化硅负载药物可用于制备药物控释系统，提高药物在体内的生物利用度，减少药物对机体的损伤。
2、生物领域介孔二氧化硅负载药物可用于制备生物传感器等生物材料，用于生物分析、诊断。
总之，介孔二氧化硅负载药物是一种重要的生物材料，其具有良好的生物相容性和药物负载能力，可应用于医学、生物等领域。
同时，在制备过程中应选择合适的制备方法和载体材料，以提高药物的负载效率和控释效果。
中空介孔二氧化硅纳米粒子的作用和功效
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Hans Journal of Nanotechnology纳米技术, 2019, 9(3), 93-100Published Online August 2019 in Hans. /journal/nathttps:///10.12677/nat.2019.93011Application of Functionalized MesoporousSilica NanomaterialsZhengdong Yan*, Xiaolei Liang, Huiling Tang, Qiang XiaoKey Laboratory of the Ministry of Education for Advanced Catalysis Materials, Institution of AdvancedFluorine-Containing Materials, Zhejiang Normal University, Jinhua ZhejiangReceived: Jul. 28th, 2019; accepted: Aug. 9th, 2019; published: Aug. 16th, 2019AbstractMesoporous silica nanomaterials have a unique structure and are easy to be modified by surface functionalities. They can be combined with materials of different functions to form a new type of material with specific purposes and have a wide range of uses. In this review, we discuss several methods for synthesizing functionalized mesoporous silica and its special nanostructures. Com-bined with the latest literature, we introduced some applications of functionalized mesoporous si-lica nanoparticles in environmental protection, industrial catalysis, and as drug carriers.KeywordsMesoporous Silica, Nanomaterials, Functionalization, Application功能化介孔二氧化硅纳米材料的应用闫正东*，梁晓蕾，汤会玲，肖强浙江师范大学，含氟新材料研究所，先进催化材料教育部重点实验室，浙江金华收稿日期：2019年7月28日；录用日期：2019年8月9日；发布日期：2019年8月16日摘要介孔二氧化硅纳米材料结构独特，易于表面功能化修饰，能够结合不同功能的材料形成具有特定用途的新型材料，用途极为广泛。
这篇综述讨论了几种合成功能化介孔二氧化硅的方法，以及其特殊的纳米结构。
还结合最新文献，介绍了一些功能化介孔二氧化硅纳米粒子在环境保护、工业催化以及作为药物载体等领域的应用。
*通讯作者。
闫正东等关键词介孔二氧化硅，纳米材料，功能化，应用Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY)./licenses/by/4.0/1. 引言根据国际纯粹与应用化学协会(IUPAC)的定义，将多孔材料依据孔径大小分为微孔、介孔以及大孔三种，孔径小于2 nm为微孔(micropore)，2~50 nm为介孔(mesopore)，大于50 nm为大孔材料(macropore)。
自1992年孔道均匀、孔径可调的MCM-41型有序介孔氧化硅被报道以来[1]，介孔SiO2纳米材料引起了世界各国科研工作者的重视。
随后通过各种途径合成的SiO2纳米材料已成为材料化学研究的前沿和热点，如MCM-48、SBA-15 [2][3]等具有各种孔道结构的氧化硅材料被广泛研究，介孔SiO2纳米材料具有广阔的商业前景和工业价值。
介孔二氧化硅纳米材料具有独特的纳米结构，比如规整的孔道结构，较高的比表面积，稳定的化学和机械强度[4][5]，良好的生物相容性和易于表面功能化修饰[6][7][8]。
由于介孔二氧化硅纳米材料易于官能化的特点，通过官能化有机基团来形成有机无机-杂化的介孔材料能被更多地应用于生物医药，环境保护，工业催化，新能源等诸多领域。
本文结合最新文献，着重对药物载体、环境保护和工业催化中功能化介孔SiO2纳米材料的研究和应用进行了概述。
2. 功能化介孔SiO2纳米材料作为药物载体的应用自2001年Vallet-Regí等人第一次使用介孔二氧化硅纳米材料MCM-41作为药物载体，并发现MCM-41的介孔孔道对药物分子具有缓释作用以来[9]，功能化介孔二氧化硅纳米材料作为药物载体得到诸多应用。
药物发挥药效需要两个因素，一是药物在病灶位置具有一定的浓度并保持一定的时间，介孔材料具有大的比表面积和比孔容，而且通过对表面的官能化处理可以达到对药物的控释，达到药效的持久性；二是药物到达病灶，对此研究人员发展出各种靶向给药和控制释放体系[10][11]。
介孔材料具有均匀可控的孔道和大的比表面积，可被有机官能团修饰及无明显的生物毒性等特点，这使其成为一种良好的药物载体，能够实现对药物的靶向给药和控制释放[12][13][14]。
Seema Saroj等[15]采用胺化和嫁接的方法，基于聚丙烯酸(PAA)链的羧基与氨基功能化MCM-41的氨基之间的酰胺化，合成了功能化介孔二氧化硅PAA-MSN，胺化和接枝的策略为亲水性和pH响应性PAA的MSN核心功能化奠定了重要基础。
他们研究了MCM-41-PAA作为在不同pH下加载和调节释放依托泊苷(ETS)的载体。
通过热重分析(TGA)显示PAA-MSN含有20.19%的接枝PAA，极大地提高了ETS 在水性介质中的溶解度。
ETS通过静电相互作用有效地加载到PAA-MSN的通道中。
细胞外肿瘤(6.8)和内部pH (5.5)的累积释放比血液pH (7.4)快得多。
对制备的纳米颗粒进行溶血研究，MTT测定结果显示载药的ETS-MCM-41-PAA 纳米颗粒对前列腺癌细胞(PC-3和LNCaP)的细胞毒性高于游离ETS。
结果证明PAA-MSN作为pH响应载体具有很大的潜力，在癌症治疗领域具有广阔的前景。
Yan等人[16]设计了一种pH敏感的介孔二氧化硅纳米粒子系统作为罗丹明B(RB)和阿霉素(DOX)的载体，用于化学–光动力学联合治疗。
图1显示了pH敏感性RB和DOX负载的介孔二氧化硅纳米粒子闫正东 等(MSNs-AH-DOX@RB)的合成过程和其对药物控制释放的功能。
pH 响应性DOX 层可以充当屏障以防止循环中内部有效负荷的泄漏。
这种化学–光动力学的药物输送系统可以增强RB 和DOX 向肿瘤细胞的递送，并通过使用单波长连续波激光照射促进协同化学光动力学治疗。
此外，多功能MSNs-AH-DOX@RB 在水溶液中具有高生物相容性和稳定性，从而有利于其临床癌症应用。
Figure 1. Schematic illustration to show the synthesis of the pH-sensitive RB and DOX loaded mesoporous silica nanopar-ticles (MSNs-AH-DOX@RB) and the function of controlled drug release图1. pH 敏感性RB 和DOX 负载的介孔二氧化硅纳米粒子(MSNs-AH-DOX@RB)的合成和药物控释功能的示意图Chen 等[17]报告了一种基于蛋白质修饰的介孔二氧化硅纳米粒子(MSN)的靶向药物控释系统。
在该系统中，转铁蛋白(Tf)通过氧化还原可裂解的二硫键接枝在MSN 的表面上，同时作为封端剂和靶向配体(图2)。
成功构建了具有有序介孔结构的均匀颗粒和Tf/MSN 杂化纳米载体。
发现了混合药物递送系统(DOX@MSNs-S-S-Tf)在不存在谷胱甘肽(GSH)的情况下释放缓慢，表明在正常生理环境中具有良好的封端效率和有限的药物过早泄漏。
由于在模拟的细胞内还原条件下二硫键的裂解和Tf 从表面分离，在GSH 存在下从MSN 中释放出更高量的DOX ，且释放速率随着GSH 的增加而增加。
表明Tf 具有良好封端效率和对DOX 的氧化还原响应释放。
由于生物相容的Tf 壳，杂合纳米载体在宽的浓度范围内表现出优异的生物相容性，并且在体外增强了对肿瘤细胞的细胞内积累和靶向能力。
这种多功能集成的操作和方法简便，在位点特异性、受控释放药物递送系统中潜力巨大，为基于MSN 的纳米容器的设计提供了新思路。
Figure 2. Schematic representation of drug loaded and transferrin capped MSNs (DOX@MSNs-S-S-Tf), and the re-dox-responsive drug release behavior图2. 转铁蛋白封端的MSN(DOX@MSNs-S-S-Tf)的合成和氧化还原响应药物释放行为的示意图闫正东等大量的研究表明，与传统的药物治疗方法相比，介孔二氧化硅纳米药物载体可以通过pH、温度、光照射和化学试剂等响应性靶向控制药物释放，极大地提高了药物的疗效。
3. 功能化介孔SiO2纳米材料在环境保护中的应用近年来，随着世界经济的快速发展和工业化进程不断加快，造成了全球气候变暖[18]、水资源被严重污染[19][20]等严峻的环境挑战。
功能化介孔二氧化硅纳米材料具有大的吸附容量和很强的吸附剂再生能力，这让他们在CO2吸附和污水处理等方面受到了科研工作者的青睐。
Dindar等人[21]用氨基丙基和N-丙基水杨基亚胺基团改性的功能化SBA-15介孔材料SBA/NH2和SBA/SA，用于净化水溶液中的Cr(VI)，As(V)和Hg(II)离子。
提出了Cr(VI)和As(V)离子吸附过程的离子对形成机制和吸收Hg(II)的阳离子交换机制。