本发明专利技术涉及水溶性碳纳米管及其应用，可有效解决现有肿瘤治疗药物副作用大、不能很好的抑制肿瘤细胞增殖的问题，其解决的技术方案是，在原始的碳纳米管经过纯化处理的基础上，首先经羧基化后，与氨化试剂反应，将碳纳米管表面连接上反应活性较强的氨基后，再与透明质酸反应，形成酰胺键，最终得到碳纳米管-透明质酸聚合物，即水溶性碳纳米管，其中，碳纳米管和透明质酸的质量比为0.15-0.25:1，本发明专利技术物理以及化学稳定性良好，制备条件容易满足，原料来源丰富，成本低，副作用小，是肿瘤治疗药物载体上的创新。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及化工领域，特别是一种水溶性碳纳米管及其应用。
技术介绍
自1991年和1993年分别发现多壁碳纳米管(MWNTs)和单壁碳纳米管(SWNTs)以来，碳纳米管(CNTs)以其独特的电学、力学、光学和热力学性质引起了各 学科的广泛关注。巨大的比表面积( 2600m2/g)、超高的机械强度、较低的密度、出众的化学和热稳定性和富电子等特性、独特的跨膜能力以及大离域η键，可以与许多生物医药分子之间形成较强的 键相互作用，使其在生物医药领域具有巨大的应用潜力。生物膜的亲脂性限制了潜在药物和分子探针直接性的细胞内运输，并且使细胞内运输成为癌症治疗的关键问题。碳纳米管用作药物载体，主要是利用其细胞穿透能力，携带目标生物活性分子进入细胞。CNTs可以有效携带蛋白质、抗体、多肽、药物和核酸等生物活性物质进入细胞，从而成为人们关注的载体。生物系统对700 1，IOOnm范围的近红外光具有高度透过性，而SWNTs在此范围内具有高吸收的特性，可以利用SWNTs在此范围内的光热转换特性对肿瘤进行激光热疗。将SWNTs肿瘤靶向给药系统和激光热疗联合应用可以达到更加有效的抗肿瘤作用。碳纳米管被认为有巨大的分子量，其刚性结构及管束的存在形式导致纳米管不溶于水和许多有机溶剂，且在溶液中易聚集成束，难以分散，严重影响了其在各方面的应用。为此,迫切需要设计并合成出水溶性好、热敏活性高、毒性小、生物相容性好、适合作为药物载体的碳纳米管衍生物。透明质酸(HA)，又名玻尿酸，是一种酸性粘多糖，它是一种水溶性高分子聚合物，具有良好的生物可吸收性、生物兼容性、黏稠性及保水性。在细胞膜的表面有4类透明质酸的特定受体一⑶44 (⑶分化群)、RHAMM(HA中介的游动性受体)、IVd4及LEC (肝内皮细胞受体)，其中CD44在肿瘤细胞中的含量较高，而且不同的肿瘤细胞所含有的CD44的结构也不同。受体介导的肿瘤靶向性透明质酸纳米药物载体的研究。有报道证明，CD44可以抑制细胞的凋亡，其与单克隆抗体类(mAbs)或HA结合,不仅能抑NT淋巴细胞的凋亡,还能提高B淋巴细胞的存活率。它具有很好的靶向作用，无毒，并且能够抑制癌细胞扩张。目前，将碳纳米管表面接枝一种高分子水溶性聚合物-透明质酸，从而得到一种新的水溶性碳纳米管，以及其作为热敏剂和药物转运载体在医学中的应用还未见有报道，因此，本专利技术的研制成功具有统计学上的意义和实际的临床意义。
技术实现思路
针对上述情况，为解决现有技术之缺陷，本专利技术之目的就是提供一种水溶性碳纳米管及其应用，可有效解决现有肿瘤治疗药物副作用大、不能很好的抑制肿瘤细胞增殖的问题。本专利技术解决的技术方案是在原始的碳纳米管经过纯化处理的基础上，首先经羧基化后，与氨化试剂反应，将碳纳米管表面连接上反应活性较强的氨基后，再与透明质酸反应，形成酰胺键，最终得到碳纳米管-透明质酸聚合物，即水溶性碳纳米管，其中，碳纳米管和透明质酸的质量比为O. 15-0. 25:1。水溶性碳纳米管的制备方法，包括以下步骤 1)称取110-125mg碳纳米管(CNTs)，放入烧瓶中，加入体积比为3 I的质量浓度为98%的硫酸和质量浓度为65-68%的硝酸组成的混酸溶液120ml，再加入12ml质量浓度为30%的过氧化氢溶液，在功率为300 400W的超声波清洗器中超声Ih后，用超纯水稀释，使用O. 45 μ m微孔滤膜和布氏漏斗抽滤，并不断用超纯水冲洗至pH=7，放入烘箱中80°C恒温干燥，得羧基化的碳纳米管(CNTs -C00H)； 2)称取50mg羧基化的碳纳米管(CNTs-C00H)加入20ml氨化试剂，再加入IgN，N’ - 二环己基碳二亚胺(DCC)，置于烧瓶中，超声分散IOmin后，放入油浴锅中，在120°C、100 r/ min下搅拌，冷凝回流48h，反应结束后，将反应物冷却至室温，用O. 22 μ m聚碳酸酯滤膜和布氏漏斗过滤约10遍，用无水乙醇或丙酮洗去多余的DCC、氨化试剂以及其他的副产物，在40-80°C下，真空干燥24-56h，得氨基化的碳纳米管(CNTs);所述的氨化试剂为乙二胺、1，3-丙二胺、1,6-己二胺中的一种； 3)称取上述氨基化的碳纳米管45mg与透明质酸90mg、l-乙基_(3- 二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐(EDC · HCl) 173mg、N-羟基琥珀酰亚胺(NHS) 103mg在15_20ml甲酰胺或N，N-二甲基甲酰胺中混合均匀，在50°C、100r/min下搅拌反应24h，再经无水乙醇或丙酮或甲醇抽滤洗涤18-20次，除去未反应的EDC · HCl、NHS和透明质酸，在20_60°C下，真空干燥24-72h，得碳纳米管-透明质酸聚合物，即水溶性碳纳米管。碳纳米管-透明质酸聚合物作为热敏剂在肿瘤治疗中的应用分为体外和体内两部分 1)将制得的碳纳米管-透明质酸聚合物溶于水中制成溶液，加入到癌细胞A中进行培养，给药后3h后用光源B光照，光照l_5min，继续培养24小时，测定癌细胞A的存活率； 2)将制得的碳纳米管-透明质酸聚合物溶于水中制成溶液，静脉注射到荷瘤小鼠C体内，给药后3h后用光源D光照，光照时间为l_5min，测量荷瘤小鼠C的肿瘤体积大小。上述步骤I中的癌细胞A为器官表面或者内部出现的各种实体瘤，肺癌，鼻咽癌，食道癌，胃癌，肝癌，大肠癌，乳腺癌，卵巢癌，膀胱癌，白血病，胰腺癌，宫颈癌，喉癌，甲状腺癌，舌癌，脑瘤(颅内肿瘤)，小肠肿瘤，胆囊癌，胆管癌，肾癌，前列腺癌，阴茎癌，睾丸肿瘤，子宫内膜癌，绒毛膜癌，阴道恶性肿瘤，外阴恶性肿瘤，霍奇金病，非霍奇金淋巴瘤，皮肤癌，恶性黑色素瘤中的一种。上述步骤I中的光源B为780-1 IOOnm波长的宽波长光源或者激光中的一种。优选808nm激光。上述步骤2中的荷瘤小鼠C为器官表面或者内部出现的各种实体瘤，肺癌，鼻咽癌，食道癌，胃癌，肝癌，大肠癌，乳腺癌，卵巢癌，膀胱癌，白血病，胰腺癌，宫颈癌，喉癌，甲状腺癌，舌癌，脑瘤(颅内肿瘤)，小肠肿瘤，胆囊癌，胆管癌，肾癌，前列腺癌，阴茎癌，睾丸肿瘤，子宫内膜癌，绒毛膜癌，阴道恶性肿瘤，外阴恶性肿瘤，霍奇金病，非霍奇金淋巴瘤，皮肤癌，恶性黑色素瘤中的一种。上述步骤2中的光源D为780-1 IOOnm波长的宽波长光源或者激光中的一种。优选808nm激光。本专利技术的碳纳米管-透明质酸聚合物作为热敏剂来进行热敏治疗体内深度肿瘤时，808nm激光能够深度穿透生物体，可以用于治疗生物肿瘤。本专利技术的碳纳米管-透明质酸聚合物作为热敏剂可以制成任意的药物制剂剂型，比如注射剂、注射用无菌粉针、分散剂、贴剂、凝胶剂、植入剂等。本专利技术的碳纳米管-透明质酸聚合物可以加入各种制剂的添加剂，比如生理盐水、葡萄糖、缓冲溶液和防腐剂等以便于制备成需要的剂型。给药方式可以为静脉注射、肌肉注射、瘤内注射和皮下注射、透皮给药、体内植入方式等。碳纳米管-透明质酸聚合物作为药物转运载体在肿瘤治疗中的应用，分为以下几个步骤 1)将制得的碳纳米管-透明质酸聚合物和抗肿瘤药物A通过方式B进行结合；2)将装载药物的碳纳米管-透明质酸聚合物进行抗肿瘤细胞C和抑制体内肿瘤D的评价。上述步骤I中的抗肿瘤药物A为难溶性抗肿瘤药物、水溶性药物和核酸药物，比如多西紫本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种水溶性碳纳米管，其特征在于，该水溶性碳纳米管是由碳纳米管分子通过化学键连接透明质酸组成，透明质酸和碳纳米管的质量比为0.15？0.25:1，所述的碳纳米管为多壁碳纳米管或单壁碳纳米管。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：史进进，张红岭，张振中，高君，叶凡，刘艳，余晓媛，张静，马柔柔，刘瑞瑗，王蕾，侯琳，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：
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