多控磁性核-壳微球Fe3O4@MOFs/GO的构筑及载药性能的研究

Magnetic core-shell microspheres can not simultaneously drug control and target control in the application. Shell material with high loading and adjustable pore size, and shell thickness are the key factors. The project intends to use Fe3O4 magnetic particles as the core, aperture adjustable MOFs ( metal organic framework ) and GO( graphene oxide )with high specific surface area for the composite shell materials.Using the layer-by-layer self-assembly method to design and synthesis multiple control magnetic core-shell microspheres Fe3O4@MOFs/GO. By adjusting the type of metal ions, ligand type, the proportion of MOFs/GO, the times of assembly cycle, reaction temperature to build different shell structure ( different shell composed and different shell thickness ) of the magnetic core-shell microspheres, a new method and mechanism of controllable synthesis on magnetic core-shell microspheres is constructed. We plan to focus on the effect of shell structure of composite microspheres on the magnetic properties and the drug loading properties , reveal the internal connecting link of magnetic core-shell microspheres in composition - structure - performance , access the important information of targeting controll and drug controll of Fe3O4@MOFs/GO,and provide theoretical and experimental basis for the design and screening of drug carrier.

现有磁性核-壳微球普遍存在载药可控和靶向可控难以兼备的缺点，而高载药量、孔径可调的壳层材料和适当的壳层厚度是关键因素。本项目拟以Fe3O4磁性粒子为核，以孔径可调的金属有机骨架配合物（MOFs)和高比表面积的氧化石墨烯（GO）为复合壳层材料，通过层层自组装方法，设计合成多控Fe3O4@MOFs/GO磁性核-壳微球。通过调节MOFs中金属离子和配体的类型、MOFs/GO比例、自组装循环次数、反应温度等条件，合成不同壳层组成和壳层厚度的磁性核-壳微球，建立构筑磁性核-壳微球可控合成的新方法与新机制；重点研究磁性核-壳微球的壳层结构对磁性能及载药性能的影响规律，揭示磁性核-壳微球的合成-结构-性能的内在联系，获取Fe3O4@MOFs/GO靶向可控和载药可控的重要信息，为药物载体的设计和筛选提供理论和实验依据。

本项目主要研究内容、研究结果和研究意义如下：.1..选择了不同金属离子制备了不同的MOFs/GO杂化材料，考察了MOFs/GO的载药能力。比较了Cu-MOFs/GO与MOFs对布洛芬的载药能力和缓释情况。变化不同金属离子，以布洛芬为药物模型，考察了MOFs/GO的载药能力和药物缓释能力。发现MOFs/GO均比MOFs的载药能力高，对布洛芬的缓释效果更好。金属离子的不同，也使载药量有较大的区别。因此，此部分的研究结果：可以通过不同药物分子大小，选择合适的离子和配体，调控孔径大小，使其更适合药物分子的吸附；并可通过添加GO形成MOFs/GO杂化材料，增强稳定性，进一步增加载药量，同时的得到更好的药物缓释效果。.2..考察Fe3O4与MOFs/GO形成核壳结构的条件。合成磁性核壳微球,发现Fe3O4与HKUST-1形成杂化材料Fe3O4/ HKUST-1稳定，吸附性能好，在此基础上，制备了Fe3O4/ HKUST-1/GO,发现GO使杂化材料更均匀。以亚甲基蓝为药物模型，考察了Fe3O4/HKUST-1/GO和Fe3O4/HKUST-1的负载能力，发现形成磁性杂化材料后，Fe3O4/HKUST-1/GO的吸附能力更好，并表现出更佳的稳定性。.3..采用层层自组装的方法，变化不同的GO的比例，制备不同粒径大小的核-壳微球Fe3O4@ HKUST-1和Fe3O4@ HKUST-1/GO。考察了微球对药物的负载和释放能力。发现GO的比例为15%的，微球发生团聚并影响载药量。最佳GO的比例为10%，而层数越多，载药量更高，药物缓释效果更好。而层层制备得到Fe3O4@MIL-53/GO的形貌完全不同，推断其原因是因为金属离子决定了孔径结构，决定了GO不同的包裹形貌。此部分的研究结果：通过层层自组装的方法控制粒径大小，从而可以控制药物的载药量，通过控制GO的量进一步控制形貌、载药量和药物缓释情况。揭示了微球的合成-结构-性能的内在联系，获取Fe3O4@MOFs/GO载药可控的规律。