一种功能性碳纳米管药物传递载体的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种功能性碳纳米管药物传递载体的制备方法，具体步骤如下：使用酸处理法对原始单壁碳纳米进行截短并纯化，分别使用3种不同的混合酸液处理；将截短后的碳纳米管上的羧基活化，加入长循环修饰剂聚乙二烯进行结构修饰；加入阳离子氨基化修饰剂聚乙烯亚胺进行进一步的功能化修饰，透析、干燥后即得；以混合加热搅拌法将DOX负载到CNTs载体中，通过建立标准曲线，可得CNTs的载药率和包封率。本发明专利技术的优点是：使用酸处理对原始SWCNT进行纯化，该方法重现性好、成本低、产品质量好；纯化并活化后的CNTs表面富含COOH，对药物的负载率高，并可进行进一步的功能性修饰。

【技术实现步骤摘要】
一种功能性碳纳米管药物传递载体的制备方法
本专利技术属于药物制剂
，具体的说涉及一种功能性碳纳米管药物传递载体的制备方法。
技术介绍
碳纳米管(CNTs)是一种结构径向长度在纳米量级，轴向直径在微米量级，两端基本都封口的特殊一维量子材质。它的结构是由碳原子排成的六边形规则圆管，直径一般在2到20nm之间，有单层到几十层不等，每一层之间的距离大约是0.34nm。合成功能性CNTs可用于药物特别是抗肿瘤药物的靶向治疗，由于其具有可通过细胞膜的特性，而且它的壁管以及顶端都可以容纳药物，因此可以利用CNTs吸附或偶联上细胞穿透性较差的抗肿瘤药物。利用CNTs的特性穿过细胞膜进入肿瘤细胞内部，精准的寻找到已经预测好的蛋白分子或者DNA上的某个片段，进行针对性结合。药物在致癌点直接发挥作用，在不影响正常细胞的前提下将肿瘤细胞杀死。但是由于CNTs的表面具有疏水性，容易在细胞内大量聚集，从而对健康细胞也产生毒性。因此有必要对其进行特定改造，使其成为良好的药物载体，按照需求进行改性或结构修饰即可得到功能性CNTs。对CNTs进行功能化改造后，需要进行性质表征来验证功能化的程度和效果，然后再进一步考察各项性能是否达到预期。主要包括电子透射显微镜(TEM)分析法、红外光谱分析、紫外吸光度分析法、Zeta电位分析、比表面积和孔隙度分析等。依据CNTs的不同的理化性质，需要采用不同的表征方法进行表征，而后对检测结果进行充分地对比分析，得出结论。使用功能型CNTs载药并递送药物还能够提高药物的生物利用度，并且降低毒副作用。此外，由于碳纳米管既能实现药物的定向传递，又能实现药物在生物体内的缓释、控释，因此在进行CNTs纳米载体开发时，可以结合生物体的生理特性，有目的地进行结构化、功能化修饰。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种功能性碳纳米管药物传递载体的制备方法，可用作药物传递载体的功能性CNTs材料，通过对CNTs合成、功能化修饰、载药、释药等方面的研究，计划探究出一种重现性好、成本低、产品质量好的合成方法。本专利技术的技术方案具体介绍如下。一种功能性碳纳米管药物传递载体的制备方法，其特征在于具体步骤如下：(1)使用酸处理法对原始单壁碳纳米管(SWCNT)进行截短并纯化，分别使用3种不同的混合酸液处理；(2)将截短后的碳纳米管上的羧基活化，加入长循环修饰剂聚乙二烯(PEG)进行结构修饰；(3)加入阳离子氨基化修饰剂聚乙烯亚胺(PEI)进行进一步的功能化修饰，透析、干燥后即得；(4)以混合加热搅拌法将DOX负载到CNTs载体中，通过建立标准曲线，可得CNTs的载药率和包封率。本专利技术中，步骤(1)中，酸处理后的CNTs的粒径在100-550nm之间；CNTs通过以下步骤纯化：向原始SWCNT加入酸液并于高温下冷凝回流，冷却后过滤，反复洗涤并真空干燥后，即得。本专利技术中，步骤(4)中，药物可为疏水性药物或多肽、蛋白质、核酸类生物大分子。优选的，所述疏水性药物选自阿霉素(DOX)、紫杉醇、伊利替康或顺铂中任一种。本专利技术中，步骤(1)中，进行纯化的3种酸液分别为H2SO4/H2O2、HNO3、H2SO4/HNO3。本专利技术中，CNTs的功能性修饰产物由加入PEG、PEI处理后得到。本专利技术中，酸液与原始单壁碳纳米管(SWCNT)的比例为2:1(ml:mg)，酸处理后的CNTs(即CNTs-COOH)与PEG的质量比为1:1-1:8，PEG修饰后的CNTs(即CNTs-PEG)与PEI的质量比为1:10-1:1，CNTs与药物的质量比为1:2-10:1。本专利技术的CNTs纳米载体具有如下优越性：使用酸处理对原始SWCNT进行纯化，该方法重现性好、成本低、产品质量好；纯化并活化后的CNTs表面富含COOH，对药物的负载率高，并可进行进一步的功能性修饰；使用PEG与PEI对CNTs进行修饰，使其具有更好的长循环效应与更强的肿瘤细胞亲和力，可有效提高递药性能与疗效。其中材料合成后表征的主要目的是考察相关基团是否修饰成功，修饰成功后CNTs性质的变化，以及载药是否成功，并考察其载药的最适pH、CNTs与模型药物(DOX)的最适质量比以及载药CNTs的体外释放率等。附图说明图1为本专利技术的原始SWCNT即空白样品(A)、H2SO4/H2O2处理后的CNTs(B)、HNO3处理后的CNTs(C)、H2SO4/HNO3处理后的CNTs(D)、CNTs-PEG(E)、CNTs-PEG-PEI(F)的透射电镜图。图2为本专利技术的空白样品(A)、H2SO4/H2O2处理后的CNTs(B)、HNO3处理后的CNTs(C)、H2SO4/HNO3处理后的CNTs(D)、CNTs-PEG(E)、CNTs-PEG-PEI(F)的扫描电镜图。图3为本专利技术的各纳米样品的XRD曲线图。图4为本专利技术的各纳米样品的XPS曲线图。图5为本专利技术的各纳米样品的红外吸收光谱图。图6为本专利技术的空白样品(A)、H2SO4/H2O2处理后的CNTs(B)、HNO3处理后的CNTs(C)、H2SO4/HNO3处理后的CNTs(D)、CNTs-PEG(E)、CNTs-PEG-PEI(F)的DSC曲线图。图7为本专利技术的各载药(DOX)纳米样品的体外释放曲线图，pH7.4(A)、pH5(B)。具体实施方式本专利技术采用酸处理法对原始SWCNT进行截短并纯化，将截短后的CNTs上的COOH活化，使用PEG与PEI进行功能化修饰，制备出载药量高、具有长循环效应和较强的肿瘤细胞亲和力的碳纳米载体。实施例1：(1)纯化(酸处理)：精确称取100mg的SWCNT于烧瓶中，分别量取3种不同的混合酸液200ml(3种酸液分别为H2SO4/H2O2、HNO3、H2SO4/HNO3，其中H2SO4/H2O2的体积比是1：1，H2SO4/HNO3的体积比是1：3)，超声分散3h。放置于80℃(温度过高会导致SWCNT碳化)的油浴锅中，加入转子机械搅拌，冷凝回流8h。待反应结束后冷却静置到室温，去除上层酸液，加入蒸馏水稀释，经0.22μm聚四氟乙烯微孔滤膜真空抽滤，收集膜上的滤出物。用大量去离子水将滤液pH值洗涤降至6.8～7.2之间，置于真空干燥箱内，以50℃干燥24h，取出。记为CNTs-COOH，备用。(2)PEG修饰：精确称取50mg的CNTs-COOH，溶于150ml甲醇中。称取200mg的1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐和200mg的NHS试剂，加入。将该混合物在30℃下搅拌3h(将CNTs-COOH上的COOH活化)。称取200mg的PEG加入到活化的CNTs-COOH溶液中，加入转子，搅拌24h，取出。用甲醇离心洗涤数次除去多余的聚合物，置于50℃的真空干燥箱内24小时后取出备用，记为CNTs-PEG。(3)PEI修饰：称取0.132mgPEI、0.864mgEDC、0.6mgNHS溶解在0.3mol的DMSO中。在常温下避光反应12h后加入SWCNT-PEG溶液，在常温下反应12h。透析，除去游离的PEI。在50℃真空烘箱干燥24h，最后产物储存在干燥器中备用，记为CNTs-PEG-PEI。实施例2：(1)DOX标准曲线的绘制：配置浓度为1mmol/L的pH为7.5PBS溶液。定量称取2.0本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功能性碳纳米管药物传递载体的制备方法，其特征在于具体步骤如下：(1)使用酸处理法对原始单壁碳纳米管进行截短并纯化，分别使用3种不同的混合酸液处理；(2)将截短后的碳纳米管上的羧基活化，加入长循环修饰剂聚乙二烯进行结构修饰；(3)加入阳离子氨基化修饰剂聚乙烯亚胺进行进一步的功能化修饰，透析、干燥后即得；(4)以混合加热搅拌法将DOX负载到CNTs载体中，通过建立标准曲线，可得CNTs的载药率和包封率。

【技术特征摘要】
1.一种功能性碳纳米管药物传递载体的制备方法，其特征在于具体步骤如下：(1)使用酸处理法对原始单壁碳纳米管进行截短并纯化，分别使用3种不同的混合酸液处理；(2)将截短后的碳纳米管上的羧基活化，加入长循环修饰剂聚乙二烯进行结构修饰；(3)加入阳离子氨基化修饰剂聚乙烯亚胺进行进一步的功能化修饰，透析、干燥后即得；(4)以混合加热搅拌法将DOX负载到CNTs载体中，通过建立标准曲线，可得CNTs的载药率和包封率。2.根据权利要求1所述的一种功能性碳纳米管药物传递载体的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，酸处理后的CNTs的粒径在100-550nm之间；CNTs通过以下步骤纯化：向原始SWCNT加入酸液并于高温下冷凝回流，冷却后过滤，反复洗涤并真空干燥后，即得。3.根据权利要求1所述的一种功能性碳纳米管药物...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨硕晔，屈凌波，肖咏梅，胡元森，毛璞，袁金伟，杨亮茹，
申请(专利权)人：河南工业大学，
类型：发明
国别省市：河南,41