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1、第18卷第10期化 学 进 展Vol.18No.102006年10月PROGRESSINCHEMISTRYOct.,20063有序介孔材料在生物医药领域中的应用33王 炎 郑旭翰 姜兆华(哈尔滨工业大学应用化学系 哈尔滨150001)摘 要 本文简述了有序介孔材料的特性,详细介绍了其在生物医药领域中的应用研究,如用于酶的固定化、生物传感器、药物的包埋和控释、生物活性材料、生物分子的吸附和分离等,阐述了不同类型的有序介孔材料在这些应用中的性能以及为适用于该领域应用进行的材料开发和结构修饰,最后对材料的改进和应用前景进行了展望。关键词 介孔材料 酶固定化 生物传感器 药物控释 生物活性材料中图
2、分类号:TB383;Q819文献标识码:A文章编号:10052281X(2006)1021345207OrderedMesoporousMaterialsforBiologyandMedicine33WangYanZhengXuhanJiangZhaohua(DepartmentofAppliedChemistry,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150001,China)AbstractInthispaperthemainpropertiesoforderedmesoporousmaterialsarebrieflydescribedandtheirv
3、ariousapplicationsintheareasofbiologyandmedicinearereviewedindetails,suchasenzymeimmobilization,biosensors,drugdelivery,bioactivematerialsandseparationsofbiologicalmolecules.Thedevelopmentandperformancesofthematerialsfortheseapplicationsarediscussed.Moreover,expectationofimprovementsinmaterialsand
4、outlookoftheirpotentialapplicationsareproposed.Keywordsmesoporousmaterials;enzymeimmobilization;biosensors;drugdelivery;bioactivematerials域的需要也是介孔材料发展的重要动力之一。本文1 引言就近年来介孔材料在生物医药领域中的应用进展进1992年,美国Mobil公司报道了一种以硅酸盐行阐述。为基质,孔径在116—1010nm范围内可调的新型有2 有序介孔材料主要类型序介孔材料M41S,开辟了分子筛科学的新纪[1,2]元。有序介孔材料的优越性在于它们具有均一
5、 按照化学组成分类,有序介孔材料一般划分为[3]可调的介孔孔径、规则的孔道、稳定的骨架结构、易硅基和非硅基两类。硅基介孔材料的骨架主要包于修饰的内表面和较高的比表面积,可用作吸附括硅酸盐和硅铝酸盐等;非硅基有序介孔材料主要剂、催化剂及载体,并在分离提纯、生物材料和新型包括过渡金属氧化物,以及以磷酸盐和硫化物等为组装材料等方面有着巨大的应用潜力。目前已有不代表的非氧化物。通过使用不同的模板剂和采用不少文献就其合成方法和在催化等领域中的应用进行同的合成方法可得到不同结构特征的介孔材料,其[3—7]了报道。生物医药学方面的应用是材料科学特中较为常见的硅基介孔材料如表1所示。别是纳米材料的一个十
6、分重要的应用方向,而该领收稿:2005年12月,收修改稿:2006年2月3黑龙江省科学计划项目资助(No.GC04C208)33通讯联系人 e2mail:wangy-msn@hotmail.com·1346·化 学 进 展第18卷[18,19]表1常见的介孔氧化硅材料及其结构特征硫醇、氨、氯和羧酸等功能化基团。结果表明官Table1Samplesofmesoporousmaterialsandtheirstructural能团化的材料能够提高固定化酶的活性和稳定性,characters[20]而且其重复利用率也增高。周春芳等曾对该方porediametermaterialphasepore
7、channel面的工艺研究进程进行了部分总结。(nm)MCM241hexagonaltwo2dimensional(straight)2—10近年来有序介孔材料在酶固定化方面的研究一[21—44]MCM248cubicthree2dimensional(intercrossed)2—4直在持续。与早期的工作相比较,新近的研究MCM250lamellartwo2dimensional(straight)10—20并没有限于
