调查的体外药物释放多孔空心硅团簇ZnS@SiO的准备₂核壳

文摘

在这个贡献,多孔中空二氧化硅纳米粒子使用无机纳米硫化锌作为模板的准备。水热法合成纯硫化锌团簇材料。的ZnS@SiO₂核壳纳米复合材料是准备使用一个简单的溶胶-凝胶法成功。中空二氧化硅纳米结构是通过选择性切除的硫化锌的核心。产品的形态、结构和组成测定使用粉末x射线衍射(XRD),发射扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM),傅里叶变换红外光谱法(ir)。结果清楚地证明,纯的硫化锌纳米粒子在球形形式的平均大小40 nm和与锌混合结构。被利用获得的多孔中空二氧化硅纳米粒子作为药物载体研究体外释放行为的阿莫西林在模拟体液(SBF)。紫外可见光谱法进行了确定阿莫西林禁锢在承运人的数量。阿莫西林发布概要文件从多孔中空二氧化硅纳米颗粒后三阶段模式,表示延迟释放的效果。

1。介绍

在过去的十年中,已经有了广泛的研究开发体系结构和制造核壳复合材料和空心球纳米微米大小的特殊的物理和化学性质。他们已经要求应用在医药、生物、光学、催化剂,和药1- - - - - -7]。

族化合物半导体纳米晶体吸引太多的注意,因为它们的大小依赖照片和致发光性能和应用前景在光电8- - - - - -11]。家族的族化合物半导体、锌硫化物半导体是这个家族的重要成员由于其良好的光电应用程序的电子和光学性质。硫化锌可以有两个不同的晶体结构(闪锌矿和纤锌矿型);都有相同的带隙340海里(3.66 eV),直接带结构。硫化锌已经广泛应用的重要磷光致发光(PL),致发光(EL)和阴极发光(CL)的设备,由于其更好的化学稳定性与其他硫属化合物相比,如硫化锌。在光电子学,它发现使用发光二极管,反射器,介质过滤器,和窗口材料12- - - - - -15]。由于SiO的事实₂涂层半导体纳米晶体有一个有趣的研究领域,它们是用作bioconjugation和优秀的荧光探针16,17]。

药物的控制释放一个惰性矩阵已成为越来越重要的口腔,植入,和转变在治疗系统,由于安全的优点,有效性,病人可访问性(18- - - - - -21]。有几个研究小组研究了药物吸附和释放性能的介孔二氧化硅材料。各种nanoparticle-based药物输送系统中,介孔二氧化硅纳米粒子有几个有利的特性用于水溶性的和不溶性药物。这些材料有很大的表面积和多孔内部,可以用作存储水库药物。孔隙大小和环境还可以修改有选择地存储不同的分子,而纳米粒子的大小和形状可以调整以提高细胞吸收的过程。此外,强劲的无机材料不膨胀在有机溶剂和稳定在不同pH值条件。理想的介孔载体和较高的比表面积,合适大孔隙体积和孔隙大小(比药物的动力学直径)对提高吸附容量(都是有益的22- - - - - -27]。

无机空心粒子更值得注意的是由于他们的优良性能,如低密度、比表面积、保温和渗透率28]。几种方法被用来准备空心粒子如聚合物珠模板方法(29日),一个无机模板方法(30.),用于表面活性剂稳定的溶胶-凝胶法乳剂(31日)、喷雾干燥(32],喷雾降水方法[33),和喷雾热解法34]。最近,细菌细胞已经被用来作为模板制备空心结构(35,36]。

在这项工作中,我们报道的方法制备多孔壳结构的空心硅团簇的溶胶-凝胶技术,使用无机的硫化锌纳米粒子作为模板。模板的硫化锌的团簇是由热液的方法。随后,表面的硫化锌团簇与SiO涂层₂通过一个简单的、低成本的方法。获得的空心硅团簇是通过选择性切除的硫化锌内核。最后,被利用获得的多孔中空二氧化硅纳米粒子作为药物载体研究体外释放行为的模拟体液中阿莫西林。

2。实验

所有试剂均为分析纯,使用前未经进一步纯化。

为了获得一个纯相的单分散的硫化锌为空心SiO nanospherical粒子作为模板₂纳米结构的合成条件,如锌和年代不同来源的影响,表面活性剂的类型、反应温度、时间和优化。在这项工作中,我们报告的条件在一个纯粹的阶段单分散的硫化锌nanospherical粒子。

2.1。合成硫化锌Nanosphere粒子

解决方案3更易ZnCl₂设计师在20毫升蒸馏水与ZnCl加入表面活性剂的溶液₂CTAB比等于1,准备在20毫升的去离子水搅拌。然后,3更易与Na₂在20毫升去离子的蒸馏水是添加到上述剧烈搅拌下混合。混合物转移到一个高压锅,密封,保持在120°C 5 h。系统冷却到室温后,产品被离心分离,绝对乙醇和去离子水冲洗几次,然后在70°C真空下干燥10 h。

2.2。合成ZnS@SiO₂核壳纳米复合材料和中空二氧化硅纳米结构

在一个典型的合成、硫化锌粒子的0.1 g和0.06 g的CTAB被添加到50毫升的绝对乙醇和使用超声波清洁用了20分钟。后来,10毫升NH₄哦,和50L原硅酸四乙酯(teo)(硫化锌的摩尔比率:teo: CTAB等于6:2:1)被添加到混合,用近4 h。然后,产品被离心分离,绝对乙醇和去离子水冲洗几次,最后真空下干燥60°C 4 h。

以达到硫化锌并获得中空二氧化硅壳,硫化锌/ SiO₂核壳纳米复合材料被添加进HNO₃(1米),保持了两个星期。由此产生的产品被离心分离,用去离子水冲洗几次,然后在真空下干燥60°C 6 h。

2.3。药物负载和释放

装载的药物是通过中空二氧化硅样品浸泡的阿莫西林与一定浓度的水溶液。

在一个典型的加载过程,中空二氧化硅粉末被浸泡在50毫升的120 ppm解决方案阿莫西林(重量比阿莫西林:SiO₂= 2:1)。悬架都惊动了48小时。药物纳米颗粒离心,用丙酮清洗三次,然后干在40°C真空下3 h。药物装载的数量在纳米颗粒研究测量阿莫西林溶液中剩余的吸附强度的紫外可见光谱(日本岛津公司- 2550)。

体外释放阿莫西林是由浸泡药物纳米颗粒粉体在模拟体液(SBF),连续搅拌在恒温水浴中37°C。药物的释放率的阿莫西林纳米颗粒测量通过检查阿莫西林的浓度在不同的时间间隔在SBF通过紫外可见光谱。

2.4。描述

合成水晶阶段和颗粒大小的产品特点是x射线衍射(XRD)用FK60-04铜K辐射(仪器设置的)和35 kV和20 mA。纳米结构的形态学观察发射扫描电子显微镜(SEM、Philips-XL30)和透射电子显微镜(TEM, Philips-CM120)。傅里叶变换红外(ir)光谱被记录在日本岛津公司- 840分光光度计使用KBr颗粒。

3所示。结果与讨论

纯的硫化锌纳米粒子的XRD模式(b)和ZnS@SiO₂核壳纳米复合材料(a)在图所示1。所有的山峰都可以记入立方锌混合(JCPDS卡片没有。05 - 0566,(8))。没有发现其他结晶相的x射线衍射模式。从XRD数据获得的晶格常数一个。这一结果表明,纳米粒子的晶格参数小于散装水晶的硫化锌(一个)。结果还表明,在大多数报道的纳米粒子,晶格常数通常随减少颗粒大小(7,37,38]。在图1(一)广泛的新的高峰出现在衍射程度约22°、SiO这礼物₂无定形状态的产品。同时,ZnS@SiO的山峰₂核壳纳米复合材料(图1(一))是一个更广泛的用更少的强度比纯的硫化锌纳米粒子(图1 (b)),这可能是由于SiO的存在₂在无定形状态的硫化锌纳米粒子。

图2显示了硫化锌纳米粒子的SEM和TEM图像。这些图像清楚地表明产品球形、平均直径40 nm。准备的能量色散x射线(EDX)分析样品确认产品包括锌、年代和锌和S元素比例是1:1(图3)。此外,SiO₂壳牌在硫化锌核心显然是明显的ZnS@SiO TEM图像₂核壳纳米复合材料(图4)。很明显,ZnS@SiO₂核壳纳米复合材料比没有壳的硫化锌纳米粒子。SiO的厚度₂壳是大约10纳米,可以控制通过改变的硫化锌teo比率(16,17]。ZnS@SiO的元素分析₂核壳纳米复合材料证实Si产品(图的存在5)。

TEM图像图6显示了中空二氧化硅壳。球形二氧化硅纳米颗粒的大小大约是40 nm直径与壁厚约10纳米。中空二氧化硅的形状和大小可以采用不同的控制纳米硫化锌模板。SiO₂壳是通过删除从ZnS@SiO硫化锌模板₂核壳粒子HNO蚀刻₃水溶液。

纯的硫化锌纳米粒子的傅立叶变换红外光谱,ZnS@SiO₂核壳纳米复合材料和中空二氧化硅纳米结构如图7(一)-7分别(c)。高峰在600 - 620厘米⁻¹分配给的硫化锌乐队(即。,corresponding to sulphides) [10]。振动的峰值在3350 - 3450厘米⁻¹和1600 - 1650厘米⁻¹可以归因于的拉伸和弯曲振动的结构羟基吸附水(4,16]。山峰的范围1050 - 1110厘米⁻¹和750 - 800厘米⁻¹在数据7(b)和7(c)对应的非对称和对称伸缩振动模式Si-O-Si,分别在图都不存在7(a)。同样,的峰值出现在440 - 480厘米⁻¹是由于Si-O-Si[的弯曲振动模式4,16]。这些结果清楚地表明,二氧化硅成功涂料的硫化锌纳米粒子。

图8显示了一个低角度XRD的硅nanoshells模式。清楚表明三个山峰索引(100),(110),(200),可以与秩序井然的二维六角形中构造(39]。

半导体纳米晶体与SiO₂涂料作为bioconjugation和优秀的荧光探针。同时,空心纳米结构通过选择性切除的硫化锌吸引很多研究者的注意在药物输送和催化应用。

在这项工作,获得的空心硅团簇被用于药物输送的应用程序。红外光谱和透射电镜的结果形成空心球形SiO展出₂。获得的比表面积(打赌)的壳是895米²/ g。装载的药物后,取得比表面积是362米²/ g。nanoshells的比表面积的减少是由于药物的装载内核和nanoshells的毛孔。这不仅证实了阿莫西林是吸附在外部表面的二氧化硅纳米粒子,但也主要是毛孔内部。SiO₂药物共轭方法包括硅烷化和静电吸引。阿莫西林含有氨基和羟基,可以通过氢键在硅与硅醇组交互。

体外药物释放是通过紫外可见光谱研究。开始的光谱被30分钟,1 h, 2 h、6 h, h, 9日和24小时后悬架(图的准备9)。见图7,可以发现,随着时间的推移,吸附峰的强度增加。吸附的强度峰值的增加是由于浓度的增加阿莫西林的模拟体液(SBF)。

图10显示了阿莫西林的发布概要文件从空洞的载体。药物释放发生在三个阶段。在第一阶段,55.2%的30分钟内药物已经出院了,这可能是由于快速释放的药物吸附表面的松散nanoshells或免费阿莫西林分子。然而,这种类型的快速释放并不适合实际控制药物的释放。第二阶段已经持续了五个半小时,其中20.6%的药物释放的毛孔nanoshells,在第三阶段,已经持续了18个小时,9.2%的药物释放。这是有关释放药物nanoshells的孔内。也可能缓慢释放开门到强烈的阿莫西林分子的化学吸附在硅。剩下的15%是维护nanoshells的洞内需要更多的时间来释放。它可以得出结论:多孔空心硅团簇载体明显推迟了阿莫西林的释放,可以用于药物输送的应用程序。

4所示。结论

小说的模板制备中空二氧化硅纳米粒子使用硫化锌团簇。ZnS@SiO₂核壳纳米复合材料被成功合成了一个简单的化学方法。空心纳米结构得到40 nm直径和壁厚约10 nm通过选择性删除从ZnS@SiO硫化锌₂核壳纳米复合材料。的ZnS@SiO₂核壳纳米复合材料和中空SiO₂纳米结构非常有利于纳米电子设备,药物输送,催化剂。结果表明,获得的多孔中空二氧化硅纳米粒子作为药物载体利用体外释放行为的研究在模拟体液阿莫西林。阿莫西林发布概要文件从多孔中空二氧化硅纳米颗粒后三阶段模式,解释为药物释放表面,墙上的孔隙通道,里面空心空心硅团簇的一部分,显示延迟释放的效果。因此,多孔空心硅团簇可以用于药物输送的应用程序。

承认

本文从项目题为“提取ZnS@SiO的合成和表征₂核壳纳米复合材料对药物交付应用程序。“金融支持这个项目是由伊斯兰自由大学,Firoozkooh分支。

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