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介孔碳納米球( mesoporous carbon nanospheres，MCNs)為孔徑在 2 ～ 50 nm 的多孔碳基納米材料，按照結構可分為實心介孔碳納米球、中空介孔碳納米球、蛋黃-蛋殼結構介孔碳納米球和核殼結構介孔碳納米球，與其他納米材料相比具有顯著優勢。

介孔碳納米球可具備多種方法聯合治療應用的優勢及科研應用：

1、目前化療藥物多為疏水性，介孔碳納米球的疏水性表面以及多孔開放結構帶來的大比表面積有利于進行化療藥物的負載與響應性遞送。

2、材料可修飾性強，可以通過表面修飾及結構改造進行多種診療物質的負載，也可以通過修飾為介孔碳納米球增加靶向性和藥物釋放響應性。

3、介孔碳納米球自身具有功能性，能夠在近紅外光照射下進行光熱轉化并產生活性氧。

4、具有共軛結構具有熒光淬滅能力。

5、介孔碳納米球的生物相容性好，與一維和二維碳基材料相比毒性更低，有利于生物制劑開發。

但由于受合成方法的限制，與傳統介孔硅納米粒和其他碳基材料( 如碳納米管、石墨烯、富勒烯、碳點) 相比，介孔碳納米球在生物醫藥領域應用相對較少，而近年來介孔碳納米球及其衍生物合成技術不斷發展，介孔碳納米球的粒徑和孔徑也實現均一可控，雜原子的摻入也使其功能也不斷拓展，作為診療載體、光熱材料、光引發劑和納米酶應用逐漸增多。

介孔碳納米球的合成方法  

1. 硬模板法：硬模板法又名納米澆鑄法，是以剛性材料( 二氧化硅介孔材料或納米球、微孔分子篩、多孔氧化鋁等)為模板，將前驅體填充模板空隙后進行反應，最后使用酸堿或高溫除去模板的方法，其中前驅體可通過溶液和化學氣相沉積2種方式填充模板孔隙。

硬模板法：對模板要求較高，工藝過程包括前驅體的填充、煅燒和模板刻蝕，制備中溫度、時間、濃度、填充方法、填充體積、刻蝕條件等可變影響因素多，易對介孔結構造成破壞，成本高、工藝復雜且可控性弱。

2. 軟模板法：軟模板法沒有剛性結構模板，模板劑以分子間作用力( 氫鍵、化學鍵、靜電作用力) 聚合形成膠束，材料分子積聚在模板劑表面通過反應形成具有一定形狀大小的粒子，之后再通過煅燒除去模板劑并碳化得到介孔碳納米球。

軟模板法：與硬模板法相比可控性提高，介孔碳納米球的粒徑和材料孔徑可以通過原料比例進行調節，且工藝簡單、成本低，但軟模板法由于原料濃度通常較低，且反應條件影響較大，水熱反應中容易發生碳球間粘連，目前尚無法實現大規模制備。

3. Stober法：傳統的Stober法用于進行單分散硅球的合成，反應以氨水為催化劑，乙醇/水溶液為溶劑，通過水解和縮合正硅酸乙酯(TEOS)等有機硅醇鹽得到SiO2微球，工藝簡單，產物均勻且分散性好，可通過條件成分比例改變粒徑及孔徑大小。

為改善上文中軟模板法的缺點，Liu等制備介孔硅的Stober法進行拓展，以陽離子碳氟表面活性劑CF4 和三嵌段共聚物表面活性劑普朗尼克F127為模板劑，間苯二酚和甲醛通過氫鍵與模板劑聚合，煅燒后可高產量得到粒徑可控的80 ～400nm介孔碳納米球。

Stber法由單分散硅球合成方法發展而來，工藝相對簡單、可控性強且產量高，但是目前該方法的機理尚不明確，對碳源的性質也有所限制，完備的制備工藝仍有待探索。

4. 原位骨架轉換法：原位骨架轉換法由致孔劑和碳源復合構成材料前驅體，高溫煅燒時致孔劑耐受溫度較低而被除去，碳源則被碳化構成碳基材料骨架。Chen 等［15］在通過Stber法制備的單分散介孔硅球表面覆蓋了一層苯橋聯的1，4-雙(三乙氧基硅基)苯( BTEB)作為有機硅前驅體，這層有機/無機雜化層可在900℃碳化溫度下轉化為 SiO2 /C結構，使用氟化氫刻蝕二氧化硅后得到中空介孔碳球，使得骨架由硅轉化為碳。

原位骨架轉換法與兩種傳統制備方法相比，是一種不需要模板或模板劑、易規模化生產的簡易方法，但由于原料的特殊性，其可控性和孔徑均一性仍有所不足。