中文名稱：氨基修飾中空介孔二氧化硅納米顆粒

英文名稱：Amino-Functionalized Hollow Mesoporous Silica Nanoparticles, 簡稱a-HMSNs

物質定義

a-HMSNs 是一種以二氧化硅為骨架、中心存在空腔、殼層分布規整介孔（2–10 nm）且表面共價連接伯胺基（–NH?）的納米尺度材料，粒徑區間 50–300 nm，孔容 0.5–1.2 cm3 g?1，比表面積 400–800 m2 g?1，ζ 電位 +10 至 +30 mV（pH 7.4 水相）。

結構特征

空腔：單分散大腔，占粒徑 30–60%，提供包載空間。

殼層：徑向放射狀介孔通道，孔徑分布半高寬 <1.5 nm，孔道與空腔互通。

氨基：通過硅烷偶聯劑（3-氨丙基三乙氧基硅烷，APTES）與表面 Si–OH 縮合， grafting 密度 1.5–3.0 μmol m?2，賦予 pH 依賴的正電性。

合成路線

步驟 1：以正硅酸乙酯（TEOS）為硅源，十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）為軟模板，在水/乙醇/氨體系中生成實心介孔硅球。

步驟 2：引入刻蝕劑（碳酸鈉 0.12 M，50 °C，2 h），選擇性溶解內核，形成中空結構。

步驟 3：回流萃取乙醇-鹽酸混合液去除 CTAB，恢復介孔。

步驟 4：在無水甲苯中 80 °C 氮氣氛下與 APTES 反應 6 h，獲得氨基共價修飾。終產物經去離子水、乙醇交替離心洗滌，冷凍干燥得白色蓬松粉末。

理化參數

粒徑（DLS）：120 ± 10 nm

殼厚：15 ± 2 nm

空腔直徑：70 ± 8 nm

平均孔徑：4.2 nm

氨基含量：2.3 wt %（元素分析）

熱失重 <5 %（25–350 °C，氮氣）

紅外特征峰：ν(N–H) 3360 cm?1，δ(N–H) 1560 cm?1，ν(Si–O–Si) 1080 cm?1

分散與穩定性

水相中 7 天內粒徑變化 <5 %；PBS、DMEM、0.9 % NaCl 中 24 h 聚集率 <8 %；4 °C 避光儲存 6 個月，ζ 電位波動范圍 ±2 mV。

界面行為

氨基在 pH 5.0 時質子化率 >90 %，pH 7.4 降至 55 %，pH 9.0 低于 20 %，賦予表面電荷可逆調控能力；等電點 pI 8.1，與磷脂膜接觸角 28 °，利于膜吸附。

載藥模型

以布洛芬為模型，載藥量 18.7 wt %，24 h 釋放 12 %（pH 7.4），48 h 釋放 46 %（pH 5.0），釋放曲線符合 Higuchi 方程，殼層介孔與空腔形成“雙區"擴散屏障。

生物相容性

小鼠單核巨噬細胞 RAW264.7 孵育 24 h，CCK-8 測得 50–200 μg mL?1 區間細胞活力 >85 %；溶血率 1.2 %（2 mg mL?1，人血紅細胞）；尾靜脈給藥 28 天，肝腎功指標與空白組差異無統計學意義。

代謝路徑

靜脈注射后，主要分布于肝、脾；血半衰期 t?/?β 4.3 h；組織切片顯示空腔結構可保持 72 h，隨后硅元素經尿液緩慢排出，28 天累積排泄率 82 %。

功能擴展

表面氨基可與羧基化熒光素、靶向肽通過 EDC/NHS 偶聯，熒光標記效率 78 %。

利用 Schiff 堿反應負載醛基化藥物，酸敏感斷裂，釋放速率提高 2.4 倍。

與金屬離子（Cu2?、Gd3?）配位，構建多模態成像探針，弛豫率 r? 4.8 mM?1 s?1（3 T）。

質量控制

采用 DLS、SEM、TEM、氮吸附-脫附、元素分析、FTIR、TGA、ICP-MS 七級檢測，建立批間差異 RSD <5 % 的內控標準；提供 COA 報告，包含粒徑、孔徑、氨基密度、重金屬殘留（Pb<1 ppm，Cd<0.5 ppm）。

供貨形態

白色凍干粉，無菌無熱源，可定制 10 mg–10 g 梯度包裝，4 °C 避光運輸，開瓶后建議充氮密封保存。

應用提示

a-HMSNs 適用于藥物緩釋、蛋白保護、核酸遞送、成像增強、催化劑固定等科研場景；實驗級材料僅供體外或動物水平研究，用戶需自行完成合規性評估。

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