專利名稱：用于光動力治療的納米氧化石墨烯載體的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種納米載體的制備方法，尤其是涉及用于光動力治療的納米氧化石墨烯載體的制備方法。
背景技術(shù)：
光動力治療是利用合適的載體將光敏劑載入癌細(xì)胞或組織，在近紅外光輻照下， 產(chǎn)生活性氧物種，從而摧毀癌細(xì)胞或組織。最近，基于酞菁或卟啉類的光敏劑在光動力治療的研究中得到較快發(fā)展。由于大多光敏劑高度疏水，在生理環(huán)境中易聚集，生物利用率低。所以，基于光敏劑載體的研究也備受眾多研究者的關(guān)注。如文獻(van Nostrum CF.Polymeric micelles to deliver photosensitizers for photodynamictherapy. Adv Drug Deliver Rev,2004,56 :9-16 ；Derycke ASL, de Witte PAM. Liposomes for photodynamic therapy. Adv Drug Deliver Rev，2004，56 :17—30)所 艮道的，聚合物膠束禾口脂質(zhì)體可以作為光敏劑載體。但是，這些載體對光敏劑的負(fù)載率很低(1 2wt%)導(dǎo)致光敏劑的有效利用率低，因此提高載體對光敏劑的負(fù)載率是目前眾多研究者有待解決的問題。納米氧化石墨烯是一種水分散性較好的二維碳納米材料，制備成本低廉。經(jīng)過生物相容性好的親水性聚合物的化學(xué)修飾后，降低其表面電勢，從而可以在生理條件下保持良好的穩(wěn)定性而不發(fā)生團聚，具有良好的生物醫(yī)用應(yīng)用前景。納米氧化石墨烯表面的碳原子層可以通過η-η堆積和疏水一疏水相互作用負(fù)載水溶性或不溶性的藥物分子，形成藥物載體。石墨烯衍生物本身生物毒性低，因此，納米氧化石墨烯可能是一種理想的生物醫(yī)藥材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種光敏劑負(fù)載率高、可應(yīng)用于光動力治療、治療效果好的用于光動力治療的納米氧化石墨烯載體的制備方法。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)用于光動力治療的納米氧化石墨烯載體的制備方法，其特征在于，該方法將納米氧化石墨烯表面經(jīng)親水性聚合物修飾后，再通過η-η堆積和疏水-疏水相互作用，負(fù)載光敏劑，即得到產(chǎn)品。用于光動力治療的納米氧化石墨烯載體的制備方法，該方法具體包括以下步驟(1)表面修飾將納米氧化石墨烯與親水性聚合物混合，控制納米氧化石墨烯與親水性聚合物的重量比為1 (8 12)，在室溫下攪拌20 30h，經(jīng)透析提純后即得到修飾的納米氧化石墨烯；(2)負(fù)載光敏劑將光敏劑與修飾的納米氧化石墨烯混合，控制光敏劑與修飾的納米氧化石墨烯的重量比1 (5 8)，在室溫下攪拌20 30h，經(jīng)透析提純即得到產(chǎn)品。所述的親水性聚合物為聚乙二醇、親水性多肽或親水性天然高分子。
所述的親水性多肽包括聚絲氨酸、聚半胱氨酸、聚谷氨酸、聚天冬氨酸、聚賴氨酸或聚精氨酸。所述的親水性天然高分子包括淀粉、功能化纖維素、殼聚糖、果膠或海藻酸。所述的光敏劑為含有大π共軛結(jié)構(gòu)的疏水性光敏劑，包括金屬酞菁類及其衍生物或金屬卟啉類及其衍生物。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明是一種基于納米氧化石墨烯的光敏劑類新型載體，較其它光敏劑載體如聚合物膠束，脂質(zhì)體，納米硅球等具有較高的光敏劑負(fù)載率，負(fù)載率高達 Hwt%，可應(yīng)用于光動力治療，治療效果好，在近紅外光光照下，對癌細(xì)胞生長有明顯的抑制性，這為淺表層處腫瘤等癌癥的治療提供了一種新型高效負(fù)載光敏劑的體系。


圖1為聚乙二醇修飾的納米氧化石墨烯(NGO-mPEG)、納米氧化石墨烯NGO以及石墨的紅外光譜圖；圖2為負(fù)載鋅酞菁的納米氧化石墨烯(NGO-mPEG/ZnPc)水溶液、鋅酞菁以及 NGO-mPEG的紫外光譜圖；圖3為不同濃度的納米氧化石墨烯(NGO-mPEG)在人乳腺癌細(xì)胞MCF-7中的細(xì)胞存活率的柱狀圖；圖4為人乳腺癌細(xì)胞MCF-7在不同濃度負(fù)載鋅酞菁的納米氧化石墨烯(NGO-mPEG/ ZnPc)中的光照毒性及暗毒性的柱狀圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細(xì)說明。實施例1為了提高納米載體對光敏劑的負(fù)載率，并有效地應(yīng)用于光動力治療，本發(fā)明提供了一種基于納米氧化石墨烯的新型高效負(fù)載光敏劑的體系，特別地，該納米氧化石墨烯表面經(jīng)親水性聚合物的修飾，在生理環(huán)境如生理鹽水細(xì)胞培養(yǎng)液中均能很好的分散。再通過 π - π堆積和疏水-疏水相互作用，可高效負(fù)載強疏水性的光敏劑分子，形成一種新型高效負(fù)載光敏劑的體系。以下以氨化的單甲基聚乙二醇(mPEG-NH2)為親水性聚合物修飾氧化石墨烯，鋅酞菁(ZnPc)作為光敏劑模型，對本發(fā)明光敏劑載體的制備，功能發(fā)揮及效果作全面而詳細(xì)的介紹(1) HiPEG-NH2修飾納米氧化石墨烯的制備取納米氧化石墨烯溶液(10mL， angmL—1)，加入氫氧化鈉1.2g和l.Og的氯乙酸，400w功率下超聲3h，離心，并用蒸餾水洗滌兩次，然后轉(zhuǎn)至透析袋中透析，通過多次換水以除去過量的未反應(yīng)物，得到羧基化的納米氧化石墨烯(NG0-C00H)。取NG0-C00H的溶液(10mL，lmgmL—1)，用緩沖溶液調(diào)節(jié)至pH 5.6， 然后加入IOmg EDC和ang NHS,超聲5min，然后在加入IOOmg的mPEG_NH2，室溫下攪拌24h 后，透析提純。透析后的溶液，冷凍干燥后進行紅外檢測，檢測結(jié)果顯示，mPEG成功連接到納米氧化石墨烯表面，即得到NGO-mPEG，聚乙二醇修飾的納米氧化石墨烯(NGO-mPEG)、納米氧化石墨烯NGO以及石墨的紅外光譜圖如圖1所示，其中(a)為NGO-mPEG、(b)為NG0，(C)為石墨。(2)納米氧化石墨烯負(fù)載光敏劑取上述修飾的納米氧化石墨烯4mL，與SiPc的 DMF溶液(0. SmgmL-1)，室溫下攪拌Mh，透析，除去有機溶劑，即得到負(fù)載有鋅酞菁光敏劑的納米氧化石墨烯水溶液。負(fù)載鋅酞菁的納米氧化石墨烯(NGO-mPEG/ZnPc)水溶液、鋅酞菁以及NGO-mPEG的紫外光譜圖如圖2所示，其中(a)表示負(fù)載鋅酞菁的納米氧化石墨烯 (NGO-mPEG/ZnPc)水溶液、(b)表示鋅酞菁、(c)表示NGO-mPEG。紫外檢測可以觀測到明顯的紅移現(xiàn)象，同時峰型變寬，說明SiPc有效負(fù)載于石墨烯上。同時將其分散于DMEM溶液中， 得到均一分散液，未發(fā)現(xiàn)像NGO及NG0-C00H在DMEM中聚集沉淀現(xiàn)象。說明經(jīng)過親水性聚合物修飾的NGO能有效負(fù)載光敏劑，并在細(xì)胞培養(yǎng)液中穩(wěn)定分散。實施例2細(xì)胞吞噬實驗按照實施例1的方法制備得到負(fù)載有SiPc的納米氧化石墨烯，然后進行細(xì)胞吞噬實驗。將人乳腺癌細(xì)胞(MCF-7)接種在六孔板中，培養(yǎng)24h后棄掉原培養(yǎng)基，加入負(fù)載SiPc 的納米氧化石墨烯DMEM溶液lmgL、再培養(yǎng)Mh。用熒光顯微鏡觀察細(xì)胞對材料的吞噬情況，可以發(fā)現(xiàn)SiPc紅光激發(fā)光分布于細(xì)胞核及細(xì)胞膜中，表明納米氧化石墨烯可以被乳腺癌細(xì)胞吞噬。實施例3光動力治療實驗按照實施例1的方法制備得到負(fù)載有SiPc的納米氧化石墨烯，將負(fù)載鋅酞菁 (ZnPc)的納米氧化石墨烯與細(xì)胞共培養(yǎng)后，在經(jīng)過濾了紫外光的氙燈照射下的光動力治療效果為例。人乳腺癌細(xì)胞MCF-7以5000個細(xì)胞/100 μ L接種于96孔板中，培養(yǎng)24h后，棄原培養(yǎng)液，每孔中加入負(fù)載SiPc的納米氧化石墨烯的DMEM溶液，再培養(yǎng)Mh。經(jīng)過濾了紫外光的氙燈以200mWCnT2的功率照射數(shù)分鐘，光的總劑量為60JCm_2。照射結(jié)束后吸棄納米氧化石墨烯的DMEM液，加入新鮮DMEM培養(yǎng)基繼續(xù)培養(yǎng)4h。培育結(jié)束后用MTT法檢測細(xì)胞的活性，不同濃度的納米氧化石墨烯(NGO-mPEG)在人乳腺癌細(xì)胞MCF-7中的細(xì)胞存活率如圖3所示，同時，將NGO-mPEG及其負(fù)載SiPc后的材料作為對照實驗進行了暗毒性測試人乳腺癌細(xì)胞MCF-7在不同濃度負(fù)載鋅酞菁的納米氧化石墨烯(NGO-mPEG/ZnPc)中的光照毒性及暗毒性情況如圖4所示。結(jié)果顯示，NGO-mPE沒有明顯的暗毒性，細(xì)胞存活率在較寬的濃度范圍內(nèi)均具有較高的存活率，而負(fù)載有鋅酞菁的納米氧化石墨烯在光照下對癌細(xì)胞生長具有明顯的抑制作用。實施例4用于光動力治療的納米氧化石墨烯載體的制備方法，該方法將納米氧化石墨烯表面經(jīng)親水性聚合物修飾后，再通過JI-JI堆積和疏水-疏水相互作用，負(fù)載含有大η共軛結(jié)構(gòu)的疏水性光敏劑，即得到可用于光動力治療的產(chǎn)品。此載體具有較高的光敏劑負(fù)載率， 在細(xì)胞培養(yǎng)液中具有良好分散性，光動力治療的效果好，為光動力治療提供了一種新型光敏劑載體。該方法具體包括以下步驟(1)表面修飾將納米氧化石墨烯與聚半胱氨酸混合，控制納米氧化石墨烯與聚半胱氨酸的重量比為1 8，在室溫下攪拌20h，經(jīng)透析提純后即得到修飾的納米氧化石墨烯；
(2)負(fù)載光敏劑將光敏劑卟啉鈉與修飾的納米氧化石墨烯混合，控制卟啉鈉與修飾的納米氧化石墨烯的重量比1 5，在室溫下攪拌20h，經(jīng)透析提純即得到產(chǎn)品。實施例5用于光動力治療的納米氧化石墨烯載體的制備方法，該方法將納米氧化石墨烯表面經(jīng)親水性聚合物修飾后，再通過JI-JI堆積和疏水-疏水相互作用，負(fù)載含有大η共軛結(jié)構(gòu)的疏水性光敏劑，即得到可用于光動力治療的產(chǎn)品。此載體具有較高的光敏劑負(fù)載率， 在細(xì)胞培養(yǎng)液中具有良好分散性，光動力治療的效果好，為光動力治療提供了一種新型光敏劑載體。該方法具體包括以下步驟(1)表面修飾將納米氧化石墨烯與殼聚糖混合，控制納米氧化石墨烯與殼聚糖的重量比為1 12，在室溫下攪拌30h，經(jīng)透析提純后即得到修飾的納米氧化石墨烯；(2)負(fù)載光敏劑將光敏劑酞菁鈉與修飾的納米氧化石墨烯混合，控制酞菁鈉與修飾的納米氧化石墨烯的重量比1 8，在室溫下攪拌30h，經(jīng)透析提純即得到產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.用于光動力治療的納米氧化石墨烯載體的制備方法，其特征在于，該方法將納米氧化石墨烯表面經(jīng)親水性聚合物修飾后，再通過η-H堆積和疏水-疏水相互作用，負(fù)載光敏劑，即得到產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于光動力治療的納米氧化石墨烯載體的制備方法，其特征在于，該方法具體包括以下步驟(1)表面修飾將納米氧化石墨烯與親水性聚合物混合，控制納米氧化石墨烯與親水性聚合物的重量比為1 (8 12)，在室溫下攪拌20 30h，經(jīng)透析提純后即得到修飾的納米氧化石墨烯；(2)負(fù)載光敏劑將光敏劑與修飾的納米氧化石墨烯混合，控制光敏劑與修飾的納米氧化石墨烯的重量比1 (5 8)，在室溫下攪拌20 30h，經(jīng)透析提純即得到產(chǎn)品。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于光動力治療的納米氧化石墨烯載體的制備方法，其特征在于，所述的親水性聚合物為聚乙二醇、親水性多肽或親水性天然高分子。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于光動力治療的納米氧化石墨烯載體的制備方法，其特征在于，所述的親水性多肽包括聚絲氨酸、聚半胱氨酸、聚谷氨酸、聚天冬氨酸、聚賴氨酸或聚精氨酸。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于光動力治療的納米氧化石墨烯載體的制備方法，其特征在于，所述的親水性天然高分子包括淀粉、功能化纖維素、殼聚糖、果膠或海藻酸。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于光動力治療的納米氧化石墨烯載體的制備方法，其特征在于，所述的光敏劑為含有大η共軛結(jié)構(gòu)的疏水性光敏劑，包括金屬酞菁類及其衍生物或金屬卟啉類及其衍生物。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于光動力治療的納米氧化石墨烯載體的制備方法，該方法將納米氧化石墨烯表面經(jīng)親水性聚合物修飾后，再通過π-π堆積和疏水-疏水相互作用，負(fù)載含有大π共軛結(jié)構(gòu)的疏水性光敏劑，即得到可用于光動力治療的產(chǎn)品。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明較其它光敏劑載體如聚合物膠束，脂質(zhì)體，納米硅球等具有較高的光敏劑負(fù)載率，負(fù)載率高達14wt％，可應(yīng)用于光動力治療，治療效果好，在近紅外光光照下，對癌細(xì)胞生長有明顯的抑制性，這為淺表層處腫瘤等癌癥的治療提供了一種新型高效負(fù)載光敏劑的體系。
文檔編號A61P35/00GK102370980SQ20101025276
公開日2012年3月14日 申請日期2010年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月13日
發(fā)明者徐夢, 時東陸, 李永勇, 沈愛軍, 溫慧云, 董海青 申請人:同濟大學(xué)