Page 33 - 《精细化工》2022年第2期

第 2 期 张文君，等: 周期性介孔有机硅的合成及在生物医药领域的应用进展 ·237·

团，如金属氧化物、有机碱、生物酶等；（3）通过 —CH==CH—、—C≡C—等 [14] 。到目前为止，通过
嫁接法或者共缩合法在介孔材料骨架或孔道的内部 不同的合成方法能够将多种有机基团桥联到 PMOs
引入有活性的基团，其中第 3 种方法是目前研究最 材料中，从简单的碳氢化合物和杂环芳烃（苯、联
[3]
多的方法，用于制备有机-无机杂化复合材料 。周 苯）到金属络合物和杂元素（N、S、P 等），所合成
期性介孔有机硅（PMOs）是自 20 世纪 90 年代末发 PMOs 材料的孔径、对称性、比表面积、有序性、
展起来的新型介孔材料，它是以表面活性剂为模板， 亲/疏水性等都有了一定程度的改善 [15] 。表 1 重点归
倍半硅氧烷为有机硅前驱体合成的有机-无机杂化 纳了研究较多且具有代表性的有机桥联基团合成的
的有序介孔分子筛材料。1999 年，3 个独立的研究 PMOs，随着水热合成条件、表面活性剂和有机桥联
小组 [4-6] 相继成功合成了 PMOs。组成 PMOs 结构中 基团的改变，材料的孔径和结构都在发生变化。采
的倍半硅氧烷(R′O) 3 Si-R-Si(OR′) 3（R 为有机桥联基 用含短链烷烃或含刚性对称的芳香桥联基团的有机
团，R′为甲基或者乙基等），其中桥联基团 R 可以改 硅烷作为前驱体更有利于形成均一、有序的介观结
变 PMOs 材料的理化性质，通过桥联不同的有机基 构；长链桥联的有机硅烷可以进行分子内交联，容
团，可以合成具有不同结构和功能的 PMOs。在 易形成无序状的介观结构；PMOs 材料的骨架结构
PMOs 材料中，有机基团均匀桥联在硅氧骨架中， 与有机桥联剂的柔性有关。
不会堵塞孔道，占据孔容，材料具有高比表面积、
大孔容、孔径均匀可调、易于功能化等特点，在药
物载体、蛋白质传递、诊断成像、功能性植入等方
面都有广泛应用 [7-13] ，PMOs 材料中的有机基团，可
以作为反应的活性中心，改善材料缺少活性组分、
水热稳定性差等缺点。在生物医学方面的应用中，
PMOs 材料具有副作用小、生物毒性小、降解性好
[9]
等特点也得到了初步的证实 。
本文对 PMOs 的制备方法和结构的影响因素进
行梳理总结，阐述不同 PMOs 材料的结构特点，归
纳 PMOs 在生物医药领域的应用，同时展望了 PMOs
未来发展的机遇和挑战（图 1）。

1 合成 PMOs 有机桥联基团的类型

图 1 PMOs 的制备及在生物医药领域的应用
自 1999 年以来，适用于合成 PMOs 材料的有机
Fig. 1 Preparation of PMOs and their application in the
桥联基团的数量逐年增加，在早期的研究中仅限于 field of biomedicine
相对简单的有机桥，例如：—CH 2 —、—CH 2 CH 2 —、

表 1 不同类型桥联基团合成的 PMOs 材料的结构特点
Table 1 Structural characteristics of PMOs materials synthesized by different types of bridging groups
桥联基团 表面活性剂 材料结构 孔径/nm 合成 pH 参考文献
CTAB 二维六方 3.1 碱性 [16]

OTAC 二维六方 3.1 碱性 [4,17]
三维六方 2.7~3.3
CTAC 立方 2.9~4.0 碱性 [17]
CPB 蠕虫状 2.8~3.1 酸性 [18]

CTAB 二维六方/蠕虫状 2.2 酸性-碱性 [6]
F127 立方 9.8 酸性 [19]
CTAB 二维六方 3.9 碱性 [5]

CTAB 蠕虫状 2.2~2.4 酸性-碱性 [6]
P123 二维六方 8.0~8.6 酸性 [20]
Brij 76 二维六方 3.9~5.1 酸性 [20]
Brij 56 二维六方 4.0 酸性 [20]