一种多功能中空介孔纳米氧化石墨烯与四氧化三铁复合载药材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种多功能中空介孔纳米氧化石墨烯与Fe3O4复合载药材料及其制备方法，所述的复合载药材料化学组成式为：Fe3O4/xnGO。本发明专利技术一种多功能中空介孔纳米氧化石墨烯与Fe3O4复合载药材料为纳米粒子，其分散性良好，且颗粒的粒径控制在200‑300nm，具有中空介孔的结构，较大的表面积，较高的饱和磁化数值和良好的微波热转换性能。本发明专利技术获得的这种新型的药物载体复合载药材料适用于靶向给药的前沿系统，在药物的可控释放方面奠定了良好的研究基础。

A multifunctional hollow mesoporous nano-graphene oxide and ferric oxide composite drug-loading material and its preparation method

The invention discloses a multifunctional hollow mesoporous nano graphene oxide and Fe 3O 4 composite drug loading material and a preparation method thereof. The chemical composition formula of the composite drug loading material is Fe 3O 4/xnGO. The multifunctional hollow mesoporous nano graphene oxide and Fe3O4 composite drug-loading material is a nano-particle, which has good dispersibility, particle size controlled at 200 300 nm, hollow mesoporous structure, large surface area, high saturation magnetization value and good microwave heat transfer performance. The novel drug carrier composite drug loading material obtained by the invention is suitable for the frontier system of targeted drug delivery, and lays a good research foundation on the controlled release of drugs.

【技术实现步骤摘要】
一种多功能中空介孔纳米氧化石墨烯与四氧化三铁复合载药材料及其制备方法
本专利技术属于新型药用功能材料
，具体涉及一种多功能中空介孔纳米氧化石墨烯与Fe3O4复合载药材料及其制备方法。
技术介绍
开发有效的药物输送系统，提高药物载体对药物的可控释放，以改善药物的疗效是现代医学所面临的关键问题之一。纳米科学技术的进步,使得新的纳米材料得以合成,促进了许多新药物输送系统的发展。靶向可控药物载体对目前高发性恶性肿瘤的治疗具有极其重要的作用，靶向治疗可使病变部位的药物浓度明显提高,从而减少用药量并使治疗费用降低。当载体运载药物到达靶向部位时，能够实现药物在体内定时、定量、定位的可控释放也成为近几年的研究热点。目前，所使用的外部刺激中，微波辐射是一种很具有前景的外部刺激释放方式。微波响应材料能够积极响应外界的微波刺激，将吸收的微波迅速转化为热量，提高材料的温度，使药物与载体之间形成的键合断裂，从而将药物释放出来。药物载体的发展趋势是要求其向着结构简单，超高载药量，超灵敏释放药的方向发展。目前制备的药物载体大多制备过程复杂，载药量低，可控释放的灵敏度差等缺点。因此这些都不利于靶向可控药物载体的发展。近年来，氧化石墨烯(GO)由于具有高介电损耗和电损耗，成为是一种很好的微波吸收材料。研究表明，GO中残余的缺陷和基团不仅可以提高其阻抗匹配特性，也能使其迅速转变到费米能级状态，还可发生缺陷的极化弛豫和基团的电子偶极弛豫，这些均有利于吸收电磁波，并转化为热量。Fe3O4纳米粒子具有较高的饱和磁化数值，是一种很传统的微波吸收材料。制备GO与Fe3O4的复合纳米粒子能够赋予Fe3O4较高的介电损耗，使复合载药材料具有较好的阻抗匹配，从而增强复合载药材料的微波吸收性能和微波热转换性能。可以预期，GO与Fe3O4纳米粒子的复合载药材料是一个极具潜力的微波吸收材料，因此能够实现对药物的微波控释。例如，专利CN201611064618.X提供了“一种石墨烯/四氧化三铁复合吸波材料及其制备方法”：此专利技术提供的石墨烯/Fe3O4复合吸波材料的电磁性能匹配特点使其更多的吸收而不是反射电磁波，从而降低了电磁波对环境的二次污染。同时，由于GO具有较大的比较面积和表面丰富的官能团，而成为一种新型的载体材料，推动了靶向给药系统的发展。因此应用氧化石墨烯在药物载体中，会实现一种材料的多种应用，所以简化材料的组成，能制备多功能的药物载体。专利CN201710443583.9提供了“磁性纳米靶向氧化石墨烯药物载体及其制备方法和应用”：利用共沉淀法及原位合成法的制备方法，使具有良好的生物相容性、水溶性、稳定性、热疗的功效；负载上抗肿瘤药物具备光热疗与靶向化疗等多功能、多维度癌症治疗的功效。
技术实现思路
一种多功能中空介孔纳米氧化石墨烯与Fe3O4复合载药材料，由纳米氧化石墨烯和Fe3O4组成；所述的复合载药材料的形成是在利用溶剂热法制备Fe3O4时，往所配置的溶液中加入CTAB和纳米氧化石墨烯，搅拌均匀，然后通过溶剂热法制备纳米氧化石墨烯镶嵌的Fe3O4纳米复合载药材料；所述的复合载药材料化学组成表达式为：Fe3O4/xnGO,(x＝1-3)。进一步方案，所述的复合载药材料形成的机理在于：溶液中纳米氧化石墨烯表面大量的羧基与Fe3+通过静电吸引发生相互作用，进一步控制Fe3O4晶粒的形成和积累,同时镶嵌在最终形成的球形Fe3O4内部；另一方面，亲水CTAB能够自组装成球形胶束，作为模板引导中空介孔结构的形成。进一步方案，本专利技术使用普通的制备Fe3O4的方法制备纳米氧化石墨烯与Fe3O4的的复合载药材料；加入CTAB使材料具有中空介孔的结构，有利于增强材料的性能和增加载体的载药量。进一步方案，所述的的Fe3O4纳米粒子良好的磁响应性能赋予复合药物载体磁靶向性；所述的纳米氧化石墨烯，作为一种良好的介电性吸波材料，能够提高复合载药材料阻抗匹配使其具有良好的微波热转换性能。一种多功能中空介孔纳米氧化石墨烯与Fe3O4复合载药材料制备方法，包括以下步骤：(1)称取合适量的FeCl3·6H2O和0.1gnGO分散到乙二醇中，在室温下均匀搅拌形成一种墨绿色的溶液；(2)向上述溶液中加入聚乙二醇6000和十六烷基三甲基溴化铵，搅拌30min，使其混合均匀；(3)再加入乙酸钠，充分搅拌2h形成一种均匀黄色溶液的溶液；(4)将以上混合溶液转移到50mL聚四氟乙烯的反应釜中，升温至200℃，恒温加热12h；(5)将反应釜自然冷却到室温，然后将得到的黑色悬浮液磁性分离，用乙醇和水洗涤若干次，最终得到中空介孔结构的Fe3O4/nGO纳米粒子。进一步方案，所述Fe3O4/nGO纳米粒子为单分散微纳米粉体，粉体粒径为200-300nm。进一步方案，所述的制备过程中nGO镶嵌在Fe3O4纳米粒子中，使两种材料紧密的复合在一起。进一步方案，制备的复合载药材料具有良好的微波热响应性能，在微波辐射下能根据生物体的需求定时、定量、定位的将药物释放出来，达到很好地治疗效果。进一步方案，所述的多功能石墨烯与Fe3O4纳米药物载体对抗癌模型药物DOX、VP16、Pt等多种药物均具有较高的药物装载量和微波控制释放量。本专利技术设计了一种组成简单的多功能靶向给药材料，由纳米氧化石墨烯镶嵌进Fe3O4纳米粒子中，形成具有中空-介孔结构的Fe3O4/nGO纳米粒子。一方面，通过水热法制备Fe3O4纳米粒子，目的是赋予多功能靶向给药材料良好的磁靶向性，以及提供一种传统的微波热响应材料；另一方面，水热过程中镶嵌进Fe3O4纳米粒子的nGO，是一种良好的导电性材料，具有较高的介电损耗和电损耗，与Fe3O4纳米粒子复合形成具有交友较高阻抗匹配的微波热响应材料。本专利技术一种多功能中空介孔纳米氧化石墨烯与Fe3O4复合载药材料为纳米粒子，其分散性良好，且颗粒的粒径控制在200-300nm，具有中空介孔的结构，较大的表面积(57.35m2/g)，较高的饱和磁化数值(76.02emu/g)和良好的微波热转换性能。以DOX为模型药物进行药物的装载和释放性能研究发现制备的纳米载体40min内载药量就可达到100％以及微波照射110min内，大约有86.7％的药物释放出来。该材料可以应用于靶向药物传递系统和微波控制药物释放，因此在靶向给药领域具有广阔的应用前景。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术得到了颗粒大小约为200-300nm、分散性良好的中空介孔Fe3O4/nGO纳米载体材料。(2)本专利技术的一种多功能中空介孔纳米氧化石墨烯与Fe3O4复合载药材料，具有较高的药物负载率以及微波辐射下敏感的控制药物的释放的性能，这种新型的药物载体在药物的可控释放方面奠定了良好的研究基础。(3)本专利技术的一种多功能中空介孔纳米氧化石墨烯与Fe3O4复合载药材料，具有高饱和磁化强度、中空介孔结构和良好的微波热响应性能的多功能的特性。附图说明图1为实施例Fe3O4/nGO纳米颗粒不同倍率的TEM图；图2为实施例Fe3O4/nGO纳米颗粒颗粒的液氮吸附-解吸曲线图和孔径分布图；图3实施例一系列Fe3O4/nGO纳米颗粒在2.45GHz微波辐射下的温度随时间变化的特性曲线图以及生理盐水、Fe3O4和Fe3O4/nGO在微波辐射下的温度随时间变化的特性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多功能中空介孔纳米氧化石墨烯与Fe3O4复合载药材料，其特征在于：所述复合载药材料由纳米氧化石墨烯和Fe3O4组成；所述的复合载药材料的形成是在利用溶剂热法制备Fe3O4时，往所配置的溶液中加入CTAB和纳米氧化石墨烯，搅拌均匀，然后通过溶剂热法制备纳米氧化石墨烯镶嵌的Fe3O4纳米复合载药材料；所述的复合载药材料化学组成表达式为：Fe3O4/xnGO,(x＝1‑3)。

【技术特征摘要】
1.一种多功能中空介孔纳米氧化石墨烯与Fe3O4复合载药材料，其特征在于：所述复合载药材料由纳米氧化石墨烯和Fe3O4组成；所述的复合载药材料的形成是在利用溶剂热法制备Fe3O4时，往所配置的溶液中加入CTAB和纳米氧化石墨烯，搅拌均匀，然后通过溶剂热法制备纳米氧化石墨烯镶嵌的Fe3O4纳米复合载药材料；所述的复合载药材料化学组成表达式为：Fe3O4/xnGO,(x＝1-3)。2.根据权利要求所述的一种多功能中空介孔纳米氧化石墨烯与Fe3O4复合载药材料，其特征在于：所述的复合载药材料形成的机理在于：溶液中纳米氧化石墨烯表面大量的羧基与Fe3+通过静电吸引发生相互作用，进一步控制Fe3O4晶粒的形成和积累,同时镶嵌在最终形成的球形Fe3O4内部；另一方面，亲水CTAB能够自组装成球形胶束，作为模板引导中空介孔结构的形成。3.根据权利要求所述的一种多功能中空介孔纳米氧化石墨烯与Fe3O4复合载药材料，其特征在于：使用普通的制备Fe3O4的方法制备纳米氧化石墨烯与Fe3O4的的复合载药材料；加入CTAB使材料具有中空介孔的结构，有利于增强材料的性能和增加载体的载药量。4.根据权利要求所述的一种多功能中空介孔纳米氧化石墨烯与Fe3O4复合载药材料，其特征在于：所述的的Fe3O4纳米粒子良好的磁响应性能赋予复合药物载体磁靶向性；所述的纳米氧化石墨烯，作为一种良好的介电性吸波材料，能够提高复合载药材料阻抗匹配使其具有良好的微波热转换性能。5.一种多功能中空介孔纳米氧化石墨烯与Fe3O4复合载药材...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔斌，布玉美，杨振峰，陈萍，
申请(专利权)人：西北大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61