本发明专利技术公开一种肝素或其盐修饰的氧化石墨烯及其制备方法与应用，修饰后的氧化石墨烯可作为药物特别是抗癌药物的载体材料。利用pH敏感原理以己二酸二酰肼为连接分子，或利用氧化还原原理以胱胺为连接分子，用肝素对氧化石墨烯进行化学修饰，具有增加氧化石墨烯的水溶性、抗癌药物抗肿瘤协同作用的优点，解决了氧化石墨烯水溶性较差、易聚集等问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术设及药物合成领域，具体设及一种用于肝素或其盐修饰的氧化石墨締及其 制备方法与应用。
技术介绍
氧化石墨締（Grapheneoxide,G0,见图1)是具有单原子层结构的石墨締的衍 生物（Carbon, 2011,49:1126-1132)。与表面上仅含有碳碳双键的石墨締（Graphene) 相比，氧化石墨締自身结构中含有大量的径基、环氧基、簇基等含氧基团，而具有较 好的亲水性，可广泛应用于生物医学中（JControlRelease, 2014, 173:75-88)。由 于氧化石墨締是单原子层结构，具有较大的比表面积（有文献测得为736. 6m7g，见 Langmuir, 2013, 29:13443-13448)，其两面都可通过共价、非共价作用与药物结合，因此 具有较高的药物负荷量。它可通过较强的物理吸附作用与芳香环类药物非共价结合， 能运载一些难溶性药物，特别是对大部分难溶性抗癌药物的体内转运具有重要的意义 (Science, 2004, 306:666)。氧化石墨締为亲水性物质，具有较好的生物相容性。研究 发现，在细胞水平氧化石墨締是一种相当安全的材料，没有明显的细胞毒作用（Toxicol Lett, 2011，200:201)，因此氧化石墨締作为药物祀向输送的载体越来越受到科研人员的重 视，当前公开的专利较多。 如专利CN201210509075报道了一种葡聚糖化学接枝血红素修饰的氧化石墨締， 用于药物输送等生物医学的诊断和治疗。专利CN201310450626报道了一种氧化石墨締-棚 改性酪醒树脂的制备方法，不仅保持了石墨締的结构和性能，而且保留的部分含氧官能团 能很好地解决石墨締分散性、溶解性和加工性差等难题。专利CN201310185529报道了一种 氧化石墨締与水性聚氨醋纳米复合材料的制备方法，可降低氧化石墨締片层的亲水性，提 高其在有机溶剂中的分散性及与聚合物之间的相溶性。专利CN201210038641报道了一种 氧化石墨締-血根碱复合物及其制备方法。该复合物中，氧化石墨締载体和血根碱之间通 过非共价n-JT作用结合，能大幅改善血根碱的溶解度和稳定性，还可使其具有祀向性，并 有望作为一种潜力巨大的抗癌制剂被广泛应用。专利CN201110361574报道了一种聚苯乙 締接枝氧化石墨締的方法。专利CN201110227223报道了聚乙二醇修饰氧化石墨締的方法。 氧化石墨締经还原剂（如阱、棚氨化钢、连苯=酪、抗坏血酸、硫脈等）还原后可转 变为还原性氧化石墨締（re化cedG0，rG0,见图2)。与氧化石墨締相比，rGO去除了较多的 含氧基团，同时保持了平面结构，但具有不可逆聚集的特点，或在缺少高分子分散剂或表面 活性剂的条件下有堆积成石墨的倾向（Carbon, 2012, 50:3210-3228)。rGO不仅载药性能大 大提高，而且可吸收650-900nm范围内的红外线的能力而产生热量（光热效应）大大增强 (JAmChemSoc, 2009, 131:11027-11032)。如对于多柔比星，其载药量提高了 10倍（ACS Nano, 2013, 7:6735-6746)，在808皿的近红外光且能量为0. 6W/cm2的光照下，其光热效果 增加了 6倍（JAm化emSoc, 2011，133:6825-6831)。利用rGO的较高的载药性和较强的光 热效应，大大地增强了抗肿瘤的祀向性和治疗效果，目前有也较多报道。 文献报道，为增加抗癌药物的在祀癌细胞的转运效率，降低对其他正常细胞 的毒性，提高其疗效，氧化石墨締在药物载体前需经过一定的化学修饰，才能发挥其 抗癌活性（如NanoLett. 2010, 10:3318-3323,AdvMater. 2012,24:1722-1728,ACS Nano. 2011，5:7000-7009,Biomaterials. 2014, 35:4986-4995 等）。如氧化石墨締经聚 乙二醇修饰后其水溶性进一步增强（JAm化emSoc. 2008;130:10876-10877)。又如在 一定条件下，将氧化石墨締与氯乙酸钢（ClCHzCOONa)混合，使氧化石墨締中的径基、环 氧基、醋基转换为簇基，再横酸化，生成含有大量横酸基和簇基的氧化石墨締衍生物，从 而提高了氧化石墨締在生理溶液中的稳定性（Small, 2010, 6(4) :37)。该衍生物中的簇 基（COOH)可与叶酸中的氨基（N&)共价结合生成叶酸-氧化石墨締缀合物。由于叶酸 可选择性被叶酸受体识别，而叶酸受体在人乳腺癌细胞中大量表达，因此，负载在叶酸表 面修饰的氧化石墨締上的药物可实现祀向给药（NanoRes, 2008, 1:203-212)。通过氧化 石墨締的JT-JT堆积和疏水作用，该缀合物可将抗癌药物喜树碱值NA拓扑异构酶I抑制 剂）、多柔比星值NA拓扑异构酶II抑制剂）物理吸附在氧化石墨締表面上，并形成含有 抗癌药物的复合物。该复合物经血液（pH7. 35~7. 45)运输到叶酸受体大量表达的部 位（如人乳腺癌细胞），经受体介导的细胞内吞作用，将含抗癌药的复合物转运至癌细胞 内，在内吞体（pH5. 0~6. 5)和溶酶体（pH4. 5~5. 0)的酸性破坏作用，释放出抗癌药 物度iomaterials，2013, 34:3647-3657)。另外，由于肿瘤细胞生长快，在增殖过程中生成 了比正常组织更多的乳酸等酸性代谢产物，因此，肿瘤细胞周边的组织液抑值比正常细胞 低，显弱酸性（P册.5 ~7. 2，Biomacromolecules2009 ;10 (7) :1727-1735;JAmQiemSoc 2005, 127巧1) : 17982-17983)。而抗癌药多是碱性药物，如喜树碱的地a= 8. 63(CurrMed Qiem. 2011, 18 巧）：1367-1372),多柔比星的地a= 8. 22(AnalyticalProfilesofDrug Substancesvol9:260)，由血液到肿瘤细胞外液的过程，W及癌细胞内的内吞体和溶酶体 的破坏过程，均是由弱碱性环境变为弱酸性的过程，药物分子由分子态转变为离子态，其溶 解度升高，即脂溶性变为亲水性，从氧化石墨締表面释放增加，溶于细胞内液中，与DNA拓 扑异构酶结合，运是通过抑敏感的原理利用氧化石墨締作为载体发挥药物的毒性治疗作 用。 肿瘤研究中发现，二硫键（-S-S-)在细胞外溫和条件下稳定存在，而在细胞内遇到 还原性物质通过二硫键交换反应迅速分解，运些还原物质主要是谷脫甘肤（glutathione， GSH，MethodsEnzymol, 1995, 251:8-28;AnnuRevMicrobiol, 1997, 51:179-202)。G甜在 细胞液和亚细胞核中W毫摩尔浓度高水平存在（约0. 5~lOmM)，然而由于在血浆中迅速的 酶降解降到了较低水平（约2~20ym)，即细胞质和细胞核内的还原电势大约是体液或细 胞外液等体液的 100~1000倍（CellBiochemRmct, 2004, 22:343-352 ;化eeRadicBiol Med, 2001本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种肝素或其盐修饰的氧化石墨烯，其特征是：是通过以下其中一种方法制备得到：(1)以己二酸二酰肼为连接分子，肝素和氧化石墨烯之间通过酰胺键相连得到肝素修饰的氧化石墨烯；(2)以胱胺为连接分子，肝素和氧化石墨烯之间通过二硫键相连得到肝素修饰的氧化石墨烯。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：翟光喜，汪洋，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37
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