手性结构可调控的介孔二氧化硅纳米粒及其制备方法和应用
阅读说明：本技术 手性结构可调控的介孔二氧化硅纳米粒及其制备方法和应用 (Mesoporous silica nanoparticle with adjustable chiral structure and preparation method and application thereof ) 是由 徐璐 崔铭姝 张薇 于 2021-07-29 设计创作，主要内容包括：一种手性结构可调控的介孔二氧化硅纳米粒及其制备方法和应用,属于手性纳米材料制备和手性载体构建领域。该手性结构可调控的介孔二氧化硅纳米粒的制备方法为,以L-丙氨酸或D-丙氨酸,合成两种手性硅偶联剂分别为L-Ala-ICPTES或D-Ala-ICPTES,并将两种手性硅偶联剂分别作为共结构导向剂,再合成L-丙氨酸修饰的手性结构可调控的介孔二氧化硅纳米粒或D-丙氨酸修饰的手性介孔二氧化硅纳米粒。得到的手性结构可调控的介孔二氧化硅纳米粒,具有明显的手性,且介孔二氧化硅纳米粒经过丙氨酸修饰后,载体的生物学性质明显得到改善。该制备方法简单易行且重复性好,原料廉价易得,绿色环保。(Mesoporous silica nanoparticles with adjustable chiral structures and a preparation method and application thereof belong to the field of chiral nanomaterial preparation and chiral carrier construction. The preparation method of the mesoporous silica nanoparticle with the adjustable chiral structure comprises the steps of synthesizing two chiral silicon coupling agents which are L-Ala-ICPTES or D-Ala-ICPTES respectively by using L-alanine or D-alanine, and synthesizing the mesoporous silica nanoparticle with the adjustable chiral structure modified by the L-alanine or the chiral mesoporous silica nanoparticle modified by the D-alanine by using the two chiral silicon coupling agents as co-structure guiding agents respectively. The obtained mesoporous silica nanoparticles with adjustable chiral structures have obvious chirality, and the biological properties of the carrier are obviously improved after the mesoporous silica nanoparticles are modified by alanine. The preparation method is simple and easy to implement, good in repeatability, cheap and easily available in raw materials, and green and environment-friendly.)
技术领域
本发明属于手性纳米材料制备和手性载体构建领域，具体涉及手性结构可调控的介孔二氧化硅纳米粒及其制备方法和应用。
背景技术
手性是宇宙的普遍特征，贯穿在生命的产生和进化中。1848年，化学家在对酒石酸的研究中首次定义异构体，并由此引出了手性的概念。所谓手性，是指物体与其镜像不能完全重叠的特征，也可以解释为缺少Sn对称元素。然而，如果具有立体异构性的化合物恰好是药物，则可能导致不同对映体在生物体内药理、代谢过程、毒性和药效等诸多方面的显著差异。一对手性药物尽管在非手性条件下存在许多相同的物理化学性质，但在人体的手性环境中会出现差异，主要表现在药理活性和毒理学效应等方面。换言之，一种异构体可能发挥预期的活性效应，而另一种异构体可能发挥非活性作用，甚至产生严重的毒副作用。在制药领域，据统计手性药物占药物总数的50％以上。例如，哌西那朵是一种缓解疼痛的阿片类混合激动剂-拮抗剂，其中D-哌西那朵是阿片类激动剂，而L-哌西那朵是阿片类拮抗剂。因此，手性药物的合理使用不仅能提高药物活性，而且有助于减少毒副作用，对推动手性药物在制药领域的深入研究和临床应用具有重要的现实意义。
手性介孔二氧化硅由于其兼具介孔二氧化硅的结构优势和手性特征，被广泛应用于催化、吸附和拆分、色谱分析和药物递送等多个领域。进一步研究结果表明，手性介孔二氧化硅纳米颗粒作为药物载体具有润湿性好，降解速度快，黏附能力强，滞留时间长等特点(文献：Hu B,Wang J,Li J,et al.Superiority of L-tartaric acid modified chiralmesoporous silica nanoparticle as a drug carrier:structure,wettability,degradation,bio-adhesion and biocompatibility[J].International Journal ofNanomedicine,2020,15:601-618.)。若基于手性介孔二氧化硅为载体构建的药物递送系统可以实现对手性药物的选择性释放，或通过实现非手性药物的手性化从而调控其药物释放行为，将为功能化纳米药物递送系统的发展提供有价值的理论依据，且可进一步拓宽手性介孔二氧化硅在医药领域的应用。
手性介孔二氧化硅的出现为手性药物的有效递送开辟了新的途径。有研究表明，手性介孔二氧化硅可以对手性药物(美托洛尔)表现出良好的选择性。在没有化学修饰的手性介孔二氧化硅中，美托洛尔的一种对映体比另一种对映体优先结合到不对称的特异性结合位点上(文献：Guo Z,Du Y,Liu X,et al.Enantioselectively controlled release ofchiral drug(metoprolol)using chiral mesoporous silica materials[J].Nanotechnology,2010,21(16):165103.)。手性介孔二氧化硅也被用作药物载体来调节或促进非手性药物的释放。当使用具有不同形态和螺旋度但孔径相似的手性介孔二氧化硅作为阿司匹林和吲哚美辛的药物载体时，可以观察到不同的释放曲线，其中更长的、更扭曲的孔道产生更慢的释放速率(文献：Zhang L,Qiao S,Jin Y,et al.Hydrophobic functionalgroup initiated helical mesostructured silica for controlled drug release[J].Advanced Functional Materials,2008,18(23):3834-3842.)。此外，通过构建手性响应性递药系统可以赋予非手性药物以手性，并可在模拟手性环境中产生手性响应。以氨基酸衍生物(C16-L-组氨酸)为模板，通过仿生合成法制备手性介孔二氧化硅，并以尼莫地平(低水溶性药物)为模型药物进行体内外释药行为考察，结果显示，手性介孔二氧化硅可显著提高药物的溶出率和生物利用度，改善其在体内的分布(文献：Li H,Li H,Wei C,etal.Biomimetic synthesis and evaluation of histidine-derivative templatedchiral mesoporous silica for improved oral delivery of the poorly water-soluble drug,nimodipine[J].European Journal of Pharmaceutical Sciences,2018,117:321-330.)。
以上现有技术，都说明手性介孔二氧化硅具有手性选择性、调节手性/非手性药物释放的特点，但是现有的研究中关于含手性的药物递送载体的制备方法，还存在合成方法复杂、手性不易调控等问题，因此，需要设计并制备合适的中间体作为共结构导向剂实现调控手性结构的目的，从而解决该问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，从而提供了一种手性结构可调控的介孔二氧化硅纳米粒及其制备方法和应用，本发明由丙氨酸出发通过简单的方法合成了不同手性硅偶联剂为共结构导向剂，并进一步制得的手性结构可调控的介孔二氧化硅纳米粒，该二氧化硅纳米粒具有明显的手性。该方法可简便地制备不同手性结构的丙氨酸修饰的纳米粒，且丙氨酸修饰后，载体的生物学性质明显得到改善。
更具体的是：本发明首次由L-丙氨酸(L-Ala)或D-丙氨酸(D-Ala)出发，合成两种手性硅偶联剂(L-Ala-ICPTES或D-Ala-ICPTES)为共结构导向剂，再合成L-丙氨酸修饰的手性结构可调控的介孔二氧化硅纳米粒或D-丙氨酸修饰的手性介孔二氧化硅纳米粒，其不仅具有形状和尺寸可控、且载体孔道丰富，比表面积大，分散性好、生物相容性优越的优点，而且该制备方法可以通过简单的调控手段制备出手性结构可调控的介孔二氧化硅纳米粒，简单易行且重复性好，原料廉价易得，绿色环保。该手性结构可调控的介孔二氧化硅纳米粒对手性和非手性药物的荷载和释放可能具有潜在的优势。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的一种手性结构可调控的介孔二氧化硅纳米粒的制备方法，步骤如下：
步骤一：将丙氨酸(Ala)溶解在溶剂中，得到丙氨酸溶液；
将异氰酸丙基三乙氧基硅烷(ICPTES)滴加在丙氨酸溶液中，混合，在70～90℃搅拌反应后，冷却，固液分离，将液态化合物去除溶剂后，得到共结构导向剂；
步骤二：将季铵盐型阳离子表面活性剂搅拌溶解于去离子水中，得到季铵盐型阳离子表面活性剂水溶液；
向季铵盐型阳离子表面活性剂水溶液中，加入乙酸乙酯，氨水，共结构导向剂和正硅酸乙酯(TEOS)，混合均匀，进行搅拌反应，反应结束后，去除多余反应液后，对剩余反应物进行洗涤，得到产物A；其中，正硅酸乙酯(TEOS)为逐滴加入；
步骤三：将产物A置于酸和乙醇混合液中，搅拌反应，固液分离，将固体产物洗涤、干燥，得到手性结构可调控的介孔二氧化硅纳米粒。
所述的步骤一中，丙氨酸为L-丙氨酸(L-Ala)或D-丙氨酸(D-Ala)，并根据要制备的手性结构可调控的介孔二氧化硅纳米粒构型，选择相应构型的丙氨酸。
所述的步骤一中，按固液比，丙氨酸(Ala)：异氰酸丙基三乙氧基硅烷(ICPTES)＝(0.5～1.0)g:(1～3)mL。
按固液比，丙氨酸(Ala)：溶剂＝(0.5～1.0)g：(70～160)mL；其中，溶剂优选为N,N-二甲基甲酰胺。
更优选为，将异氰酸丙基三乙氧基硅烷(ICPTES)滴加入丙氨酸(Ala)溶液中，滴加速率为0.03～0.05mL/s。
所述的步骤一中，搅拌反应时间优选为24～48h。
所述的步骤一中，共结构导向剂为L-Ala-ICPTES或D-Ala-ICPTES。
所述的步骤一中，蒸馏优选采用旋转蒸发仪减压蒸馏。
所述的步骤二中，季铵盐型阳离子表面活性剂优选为十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)、十二烷基三甲基氯化铵或十二烷基三甲基溴化铵中一种。
所述的步骤二中，按固液比，季铵盐型阳离子表面活性剂：乙酸乙酯：氨水：共结构导向剂：正硅酸乙酯(TEOS)＝(0.08～0.12)g：(2.1～3.1)mL：(6.4～9.8)mL：(1.0～2.0)mL：(1.0～2.0)mL。
进一步的，氨水为浓氨水。
进一步的，共结构导向剂在氨水后加入。
所述的步骤二中，季铵盐型阳离子表面活性剂在去离子水中的质量浓度为0.2mg/mL～0.6mg/mL。
所述的步骤二中，搅拌反应温度为20～30℃，搅拌反应时间为0.5～1.5h。
正硅酸乙酯(TEOS)为逐滴加入，滴加速率为0.02～0.04mL/s。
所述的步骤二中，去除多余反应液的方法优选为离心。
所述的步骤二中，对剩余反应物进行洗涤采用的溶剂优选为无水乙醇。
所述的步骤三中，酸和乙醇混合溶液中的酸选用盐酸、醋酸、氯酸中的一种。
所述的步骤三中，酸和乙醇混合液，按体积比，酸：乙醇＝1：(8～12)。
所述的步骤三中，按固液比，产物A：醋酸乙醇混合液＝1g：(100～200)mL。
所述的步骤三中，搅拌反应的反应温度为室温，搅拌反应的时间优选为50～60min。
所述的步骤三中，固液分离优选为离心。
所述的步骤三中，固体产物洗涤优选采用无水乙醇洗涤。
以上搅拌反应的搅拌速率优选为600～800rpm。
本发明的一种手性结构可调控的介孔二氧化硅纳米粒，采用上述制备方法制得。
更近一步地，制备的手性可调控的介孔二氧化硅纳米粒，可为手性结构可调控的L-丙氨酸修饰的介孔二氧化硅纳米粒(L-Ala-MSN)或D-丙氨酸修饰的介孔二氧化硅纳米粒(D-Ala-MSN)中的一种。
本发明还提供由所述手性结构可调控的介孔二氧化硅纳米粒的制备方法制得手性结构可调控的介孔二氧化硅纳米粒的表征、润湿性、降解性及生物学评价。
制备的手性结构可调控的介孔二氧化硅纳米粒为球状，粒径为200～400nm，其中L-丙氨酸修饰的介孔二氧化硅的比表面积为100～300cm2·g-1，接触角为30～40°，牛血清蛋白吸附率为5％～10％。D-丙氨酸修饰的介孔二氧化硅的比表面积为300～400cm2·g-1，接触角为30～40°，牛血清蛋白吸附率为4％～8％。制备的手性结构可调控的介孔二氧化硅纳米粒12天内降解率均达到80％～90％，在50～800μg/mL范围内的溶血率均低于10％。
本发明的一种手性结构可调控的介孔二氧化硅纳米粒的应用，用于作为手性药物及非手性药物的药物载体，用于药物递送。
更具体的为，用于对手性药物选择性释放，用于对非手性药物实现手性化，从而调控药物释放行为。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明首次由丙氨酸合成的手性硅偶联剂(L-Ala-ICPTES或D-Ala-ICPTES)为共结构导向剂，并合成丙氨酸修饰的手性结构可调控的介孔二氧化硅纳米粒。该方法对调控合成的二氧化硅纳米粒的手性具有潜在的优势。与已公开专利相比，其优点为：(1)通过添加丙氨酸合成了共结构导向剂进而得到丙氨酸修饰的球状纳米粒，该方法可调控载体的手性且合成的载体孔道丰富，比表面积大；(2)合成的纳米载体具有良好的润湿性和降解性质；(3)合成的纳米硅载体具有更优越的生物相容性；(4)由丙氨酸出发合成手性硅偶联剂为共结构导向剂，并通过添加不同的丙氨酸分子或不添加实现对二氧化硅纳米粒的手性调控，制备的手性结构可调控的介孔二氧化硅纳米粒的手性性质明显不同。
本发明合成的手性结构可调控的介孔二氧化硅纳米粒手性易调控且载体孔道丰富，比表面积大，生物学性质优越。实施前景为对手性药物及非手性药物进行荷载和释放研究，以进一步确证合成的二氧化硅纳米粒在药物递送方面的优势。初步实施安排为选择左氧氟沙星和卡维地洛分别为手性和非手性模型药物，进行体外药物荷载和溶出实验。
附图说明
图1为对比例未经丙氨酸修饰的介孔二氧化硅纳米粒的透射电镜图(TEM)；
图2为由丙氨酸(L-Ala)修饰的手性结构可调控的介孔二氧化硅纳米粒的透射电镜图(TEM)；
图3为由丙氨酸(D-Ala)修饰的手性结构可调控的介孔二氧化硅纳米粒的透射电镜图(TEM)；
图4为本发明内容制备的未经丙氨酸修饰的和由丙氨酸修饰的手性结构可调控的介孔二氧化硅纳米粒的傅里叶变换红外光谱图谱(FTIR)；
图5为本发明内容制备的未经丙氨酸修饰的和由丙氨酸修饰的手性结构可调控的介孔二氧化硅纳米粒的小角X射线散射图谱(SAXS)；
图6为本发明内容制备的未经丙氨酸修饰的和由丙氨酸修饰的手性结构可调控的介孔二氧化硅纳米粒的圆二色谱图(ICD)；
图7为本发明内容制备的未经丙氨酸修饰的和由丙氨酸修饰的手性结构可调控的介孔二氧化硅纳米粒的比表面积测试图(BET)和孔径分布图(BJH)；
图8为本发明内容制备的未经丙氨酸修饰的和由丙氨酸修饰的手性结构可调控的介孔二氧化硅纳米粒的接触角测量结果；
图9为本发明内容制备的未经丙氨酸修饰的和由丙氨酸修饰的手性结构可调控的介孔二氧化硅纳米粒的降解率；
图10为本发明内容制备的未经丙氨酸修饰的和由丙氨酸修饰的手性结构可调控的介孔二氧化硅纳米粒的溶血率；
图11为本发明内容制备的未经丙氨酸修饰的和由丙氨酸修饰的手性结构可调控的介孔二氧化硅纳米粒的牛血清蛋白吸附率；
图12为本发明内容制备的未经丙氨酸修饰的和由丙氨酸修饰的手性结构可调控的介孔二氧化硅纳米粒的胃和十二指肠切片检查。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。D-丙氨酸购自大连美仑生物技术有限公司，Cas号：338-69-2；L-丙氨酸购自大连美仑生物技术有限公司，Cas号：56-41-7。
实施例1
一种手性结构可调控的介孔二氧化硅纳米粒的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将0.5g L-丙氨酸(L-Ala)置于反应瓶中，加入100mL的N,N-二甲基甲酰胺中，得到丙氨酸溶液；向丙氨酸溶液中，逐滴加入1.8mL的异氰酸丙基三乙氧基硅烷(ICPTES)，滴加速率为0.04mL/s。滴加完毕后在80℃搅拌反应24h，冷却，过滤，将液体产物进行减压旋蒸，去除N,N-二甲基甲酰胺，即得产物—共结构导向剂，本实施例中共结构导向剂为L-Ala-ICPTES；
步骤二：将0.1g十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)搅拌溶解于300mL去离子水中，得到十六烷基三甲基溴化铵水溶液，向十六烷基三甲基溴化铵水溶液中依次加入2.64mL乙酸乙酯，8.14mL浓氨水，上述制备的1.5mL共结构导向剂和1.5mL正硅酸乙酯(TEOS)加入，其中，TEOS为逐滴加入，滴加速率为0.03mL/s，滴加完毕后室温搅拌反应1h。反应结束后离心除去多余反应液，无水乙醇洗涤。置于醋酸乙醇混合液(醋酸和乙醇体积比为1:10)中常温搅拌反应，离心，无水乙醇洗涤，干燥，即得手性结构可调控的介孔二氧化硅纳米粒；本实施例得到的是L-Ala-MSN。
将本实施例得到的手性结构可调控的介孔二氧化硅纳米粒进行检测，其透射电镜图见图2。
实施例2
一种手性结构可调控的介孔二氧化硅纳米粒的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将0.64g D-丙氨酸(D-Ala)置于反应瓶中，加入100mL的N,N-二甲基甲酰胺中，得到丙氨酸溶液；向丙氨酸溶液中，逐滴加入1.8mL的异氰酸丙基三乙氧基硅烷(ICPTES)，滴加速率为0.04mL/s。滴加完毕后在80℃搅拌反应24h，冷却，过滤，将液体产物进行减压旋蒸，去除N,N-二甲基甲酰胺，即得产物—共结构导向剂，本实施例中共结构导向剂为D-Ala-ICPTES；
步骤二：将0.1g十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)搅拌溶解于300mL去离子水中，得到十六烷基三甲基溴化铵水溶液，向十六烷基三甲基溴化铵水溶液中依次加入2.64mL乙酸乙酯，8.1mL浓氨水，上述制备的1.5mL共结构导向剂和1.5mL正硅酸乙酯(TEOS)加入，其中，TEOS为逐滴加入，滴加速率为0.03mL/s，滴加完毕后室温搅拌反应1h。反应结束后离心除去多余反应液，无水乙醇洗涤。置于醋酸乙醇混合液(醋酸和乙醇体积比为1:10)中常温搅拌反应，离心，无水乙醇洗涤，干燥，即得手性结构可调控的介孔二氧化硅纳米粒；本实施例得到的是D-Ala-MSN。
将本实施例得到的手性结构可调控的介孔二氧化硅纳米粒进行检测，其透射电镜图见图3。
实施例3
一种手性结构可调控的介孔二氧化硅纳米粒的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将1.0g丙氨酸(L-Ala)置于反应瓶中，加入160mL的N,N-二甲基甲酰胺中，得到丙氨酸溶液；向丙氨酸溶液中，逐滴加入3mL的异氰酸丙基三乙氧基硅烷(ICPTES)，滴加速率为0.05mL/s。滴加完毕后在70℃搅拌反应48h，冷却，过滤，将液体产物进行减压旋蒸，去除N,N-二甲基甲酰胺，即得产物—共结构导向剂，本实施例中共结构导向剂为L-Ala-ICPTES；
步骤二：将0.12g十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)搅拌溶解于400mL去离子水中，得到十六烷基三甲基氯化铵水溶液，向十六烷基三甲基氯化铵水溶液中依次加入3.1mL乙酸乙酯，9.8mL浓氨水，上述制备的2.0mL共结构导向剂和2.0mL正硅酸乙酯(TEOS)加入，其中，TEOS为逐滴加入，滴加速率为0.03mL/s，滴加完毕后室温搅拌反应1.5h。反应结束后离心除去多余反应液，无水乙醇洗涤。置于盐酸乙醇混合液(盐酸和乙醇体积比为1:12)中常温搅拌反应，离心，无水乙醇洗涤，干燥，即得手性结构可调控的介孔二氧化硅纳米粒；本实施例得到的是L-Ala-MSN。
实施例4
一种手性结构可调控的介孔二氧化硅纳米粒的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将0.8g D-丙氨酸(D-Ala)置于反应瓶中，加入120mL的N,N-二甲基甲酰胺中，得到丙氨酸溶液；向丙氨酸溶液中，逐滴加入2.5mL的异氰酸丙基三乙氧基硅烷(ICPTES)，滴加速率为0.05mL/s。滴加完毕后在90℃搅拌反应24h，冷却，过滤，将液体产物进行减压旋蒸，去除N,N-二甲基甲酰胺，即得产物—共结构导向剂，本实施例中共结构导向剂为D-Ala-ICPTES；
步骤二：将0.1g十二烷基三甲基溴化铵搅拌溶解于300mL去离子水中，得到十二烷基三甲基溴化铵水溶液，向十二烷基三甲基溴化铵水溶液中依次加入2.84mL乙酸乙酯，9mL浓氨水，上述制备的2.0mL共结构导向剂和2.0mL正硅酸乙酯(TEOS)加入，其中，TEOS为逐滴加入，滴加速率为0.04mL/s，滴加完毕后室温搅拌反应1.2h。反应结束后离心除去多余反应液，无水乙醇洗涤。置于氯酸乙醇混合液(氯酸和乙醇体积比为1:8)中常温搅拌反应，离心，无水乙醇洗涤，干燥，即得手性结构可调控的介孔二氧化硅纳米粒；本实施例得到的是D-Ala-MSN。
实施例5
一种手性结构可调控的介孔二氧化硅纳米粒的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将0.5g D-丙氨酸(D-Ala)置于反应瓶中，加入80mL的N,N-二甲基甲酰胺中，得到丙氨酸溶液；向丙氨酸溶液中，逐滴加入1mL的异氰酸丙基三乙氧基硅烷(ICPTES)，滴加速率为0.05mL/s。滴加完毕后在80℃搅拌反应36h，冷却，过滤，将液体产物进行减压旋蒸，去除N,N-二甲基甲酰胺，即得产物—共结构导向剂，本实施例中共结构导向剂为D-Ala-ICPTES；
步骤二：将0.08g十二烷基三甲基氯化铵搅拌溶解于300mL去离子水中，得到十二烷基三甲基氯化铵水溶液，向十二烷基三甲基氯化铵水溶液中依次加入2.15mL乙酸乙酯，6.5mL浓氨水，上述制备的1.0mL共结构导向剂和1.0mL正硅酸乙酯(TEOS)加入，其中，TEOS为逐滴加入，滴加速率为0.04mL/s，滴加完毕后室温搅拌反应0.5h。反应结束后离心除去多余反应液，无水乙醇洗涤。置于醋酸乙醇混合液(醋酸和乙醇体积比为1:10)中常温搅拌反应，离心，无水乙醇洗涤，干燥，即得手性结构可调控的介孔二氧化硅纳米粒；本实施例得到的是D-Ala-MSN。
对比例1
本实施例同实施例1，不同之处在于：
无步骤一，并且在步骤二中，不加入共结构导向剂，则得到的产物为未经丙氨酸修饰的B-Ala-MSN；对其进行检测，其透射电镜图(TEM)见图1。
对比例2
本实施例同实施例1，不同之处在于：
步骤二中，向十六烷基三甲基溴化铵水溶液中，将乙酸乙酯、浓氨水、共结构导向剂和正硅酸乙酯全部一起加入，则得到的产物为形状结构不规整的介孔二氧化硅纳米粒，产物的比表面积和孔径明显减小。
对比例3
本实施例同实施例1，不同之处在于：
步骤二中，向十六烷基三甲基溴化铵水溶液中，依次加入乙酸乙酯、共结构导向剂、浓氨水和正硅酸乙酯，则得到的介孔二氧化硅纳米粒孔道有序性下降，且丙氨酸在介孔表面的分布无序。
对比例4
本实施例同实施例1，不同之处在于：
步骤二中，将0.12g十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)搅拌溶解于100mL去离子水中，得到十六烷基三甲基溴化铵水溶液，得到的手性结构可调控的介孔二氧化硅纳米粒的粒径约为800nm，分散于水中有明显的团聚现象。
对比例5
本实施例同实施例1，不同之处在于：
步骤二中，将0.05g十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)搅拌溶解于500mL去离子水中，得到十六烷基三甲基溴化铵水溶液，几乎未见白色的介孔二氧化硅纳米粒形成。
表征例1
手性结构可调控的介孔二氧化硅纳米粒的表征
(1)由透射电镜(TEM)图(图1、图2和图3)中可以看出，未经丙氨酸修饰的B-Ala-MSN(对比例1)以及经L-丙氨酸修饰的L-Ala-MSN和D-丙氨酸修饰的D-Ala-MSN均为球状纳米粒，且可以清晰地观察到纳米孔道。但经过丙氨酸修饰后的L-Ala-MSN和D-Ala-MSN的形状更加规则，内部结构越发紧密，外部结构相对疏松。而且L-Ala-MSN和D-Ala-MSN的粒径约为300nm，丙氨酸的引入显著增大了介孔二氧化硅的粒径。这是由于在合成过程中，共结构导向剂中丙氨酸的羧基端脱质子形成羧酸阴离子，在粒子形成过程中阻碍了被硅酸盐包裹的CTAB胶束的聚集。由此可见，L-Ala-ICPTES或D-Ala-ICPTES的引入，使介孔二氧化硅纳米粒的内部结构和外部形态均发生了显著的变化。
(2)由傅里叶变换红外光谱(FTIR)图谱(图4)中可以看出，B-Ala-MSN、L-Ala-MSN和D-Ala-MSN的图谱中均可以看到Si-O-Si的不对称伸缩振动吸收峰(1089.6cm-1、1089.3cm-1和1081.9cm-1)和弯曲振动吸收峰(460.0cm-1、460.8cm-1和461.3cm-1)，证明介孔二氧化硅骨架成功合成。同时L-Ala-MSN和D-Ala-MSN的图谱中还可以观察到脲羰基振动峰(1640.0cm-1附近)和羧基的羰基振动峰(1710.0cm-1附近)，表明丙氨酸修饰的手性介孔二氧化硅成功合成。
(3)由小角X射线散射(SAXS)图谱(图5)可以看出，三者均在1.5°(2θ)左右出现一个衍射峰，表明其具有一定的有序介观结构。但值得注意的是，相比于B-Ala-MSN而言，L-Ala-MSN和D-Ala-MSN的衍射峰强度较弱，这应该是由丙氨酸修饰导致介观结构的有序性下降引起的。
(4)由诱导圆二色谱(ICD)图谱(图6)可以看出，未经丙氨酸修饰的B-Ala-MSN则没有明显的直立峰出现，而丙氨酸修饰的L-Ala-MSN和D-Ala-MSN在约240nm波长处有方向相反的ICD信号峰，这可能是由于苯酚与L-Ala-MSN和D-Ala-MSN中的丙氨酸官能团发生作用导致信号红移。结果表明，L-Ala-MSN和D-Ala-MSN由于丙氨酸的修饰具有相反的手性，而B-Ala-MSN不具有手性。
(5)由比表面积及孔径孔容测定结果(图7)可以看出，三者的吸附/脱附等温线均有明显的回滞环，符合IUPAC定义的IV型，表明其均具有介孔结构。B-Ala-MSN的比表面积、孔体积和孔径分别为764.5cm2·g-1、2.181cm3·g-1和2.80nm。L-Ala-MSN的比表面积、孔体积和孔径分别为117.5cm2·g-1、0.114cm3·g-1和3.70nm。D-Ala-MSN的比表面积、孔体积和孔径分别为309.9cm2·g-1、0.391cm3·g-1和2.50nm。对比三种载体的详细数据可以看出，L-Ala-MSN和D-Ala-MSN的比表面积和孔容相比于B-Ala-MSN均有较大程度的降低(比表面积分别降低647cm2·g-1和454.6cm2·g-1)，由此我们可以推测丙氨酸成功被接枝到介孔二氧化硅的内外表面，进而导致孔道结构发生相应变化。
综上，通过TEM对合成的系列手性介孔二氧化硅进行了形貌表征，证明样品均呈现形态规则的球状结构。通过FTIR、ICD、SAXS和比表面积及孔径孔容测定对制备的介孔二氧化硅进行结构确证、手性及介观结构表征，结果表明，此方法成功合成了结构高度有序的手性介孔二氧化硅，且优越的手性特征、丙氨酸修饰和较大的比表面积以及孔体积等结构特性赋予其作为递送载体的巨大潜能。
表征例2
手性结构可调控的介孔二氧化硅纳米粒润湿性及降解性质评价
(1)称取步骤二手性结构可调控的介孔二氧化硅纳米粒产物约50mg，采用DP60单冲压片机将其压制成表面平整光滑的圆片，采用液滴法测定蒸馏水与介孔二氧化硅片剂的初始接触角。由接触角测定结果(图8)可以看出，未经丙氨酸修饰的B-Ala-MSN以及经丙氨酸修饰的L-Ala-MSN和D-Ala-MSN的初始接触角分别为40.65°、33.35°和30.09°。经丙氨酸修饰后，L-Ala-MSN和D-Ala-MSN的润湿性明显优于B-Ala-MSN。
(2)称取步骤二产物约5mg，分别加入5mL三种降解介质(模拟胃液、模拟肠液和模拟体液)，置于恒温振荡器中(100r/min，37℃)，每7天取出样品，离心后弃去上清液，用蒸馏水洗涤3次，40℃下真空干燥箱中至完全干燥，准确称量质量并计算降解率。由降解率结果(图9)可以看出，经丙氨酸修饰的手性介孔二氧化硅(L-Ala-MSN和D-Ala-MSN)的降解速率也稍快于未经丙氨酸修饰的B-Ala-MSN。
应用例1
手性结构可调控的介孔二氧化硅纳米粒生物相容性评价
(1)取无菌生理盐水配制的介孔二氧化硅悬浮液与2％红细胞悬液等体积混合得到浓度依次为50μg/mL、100μg/mL、200μg/mL、400μg/mL和800μg/mL的待测样品悬液。将2％红细胞悬液与生理盐水等体积混合作为阴性对照，与去离子水等体积混合作为阳性对照。将配制好的混合溶液置于37℃恒温振荡箱中孵育3h，离心(2000rpm，5min)，取上清液在540nm处利用紫外-分光光度法测定吸光度计算溶血率。由溶血结果(图10)可以看出，L-Ala-MSN和D-Ala-MSN在50μg/mL～800μg/mL范围内的溶血率均低于10％，显著低于B-Ala-MSN。可以看出，经丙氨酸修饰后的手性介孔二氧化硅的血液相容性得到明显改善。
(2)称取步骤二产物10.0mg分散于BSA溶液(5mL)和PBS(pH 7.4，5mL)的混合溶液中。37℃恒温振荡6h，离心(2000rpm，10min)，吸取上层清液，利用紫外-分光光度法在280nm处测定吸光度，计算吸附量。由吸附结果(图11)可以看出，丙氨酸修饰可以减弱介孔二氧化硅载体对BSA的吸附作用。
(3)将生理盐水分散的步骤二产物以灌胃形式给予大鼠，给药剂量为200mg/kg；对照组给以等体积生理盐水。5h后处死大鼠，解剖取出胃和十二指肠，除去内容物后用生理盐水清洗干净，置于4％的多聚甲醛溶液中固定，随后经石蜡包埋，利用组织切片机将冷却后的器官切成薄片，再经过脱蜡，苏木精和伊红染色后，在显微镜下观察其组织学变化。由切片检查结果(图12)可以看出，与对照组相比，实验组的胃和十二指肠都没有观察到明显的组织坏死、出血点和炎症细胞浸润。说明各介孔二氧化硅纳米材料均未对大鼠的胃和十二指肠产生明显的刺激和损伤。
综上，表明丙氨酸修饰的手性介孔二氧化硅具有更优越的生物相容性，为其作为载体应用于药物递送系统的研究奠定了良好的生物学基础。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，其保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内，本发明的保护范围以权利要求书为准。
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