透明質酸修飾的氧化石墨烯及其藥物組合物的製備方法與應用的製作方法

2023-06-14 22:37:21 2

專利名稱：透明質酸修飾的氧化石墨烯及其藥物組合物的製備方法與應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及藥物領域，特別是一種透明質酸修飾的氧化石墨烯及其藥物組合物的製備方法與應用。
背景技術：
惡性腫瘤已超過心血管疾病，成為城市居民首要致死病因，嚴重威脅著人類的生命與健康。目前，手術與放射治療、化學藥物治療共同構成了腫瘤治療的三大手段。然而，手術僅能切除肉眼可見的瘤體，對不可見的亞臨床病灶卻難以清除；傳統化療往往存在靶向性差和劑量限制毒性的問題，光熱治療就成為繼手術、放化療之後出現的一種新型治療方法。氧化石墨烯是石墨烯的一種衍生物，由兩種區域構成碳原子以sp2雜化相互連接的未被氧化的芳香區和碳原子以sp3雜化與氧原子相連形成的脂肪六元環區，其可以看作是展開的碳納米管，具有高效的近紅外光吸收並轉化為熱的性質。近年來，氧化石墨烯在作為生物體內的光熱治療方面已取得一系列進展，是極有潛力的光熱治療材料。並且，氧化石墨烯為單原子層結構，具有較大的比表面積，其兩面都可通過較強的物理吸附作用與芳香環類藥物非共價結合，從而擁有超高的藥物負荷量。並且有關研究發現，氧化石墨烯具有較好的生物相容性，在細胞水平是一種相當安全的材料。然而，儘管氧化石墨烯是一種極具潛力的光熱化療載體材料，但要實現其在腫瘤治療中的應用，仍面臨諸多挑戰，如在水中穩定性很好，但在生理條件下容易解聚；在生物體內的相容性有待於進一步改善等。至關重要的是，氧化石墨烯本身不具腫瘤細胞靶向性，難以實現藥物的靶向轉運及高效、低毒的光熱聯合化療。目前，常採用聚·乙二醇對氧化石墨烯進行修飾以解決其穩定性及相容性問題；而針對其靶向性缺陷，仍需通過進一步引入葉酸等靶基團。但是，此類合成步驟較為繁瑣，且不能藉助單一分子同時滿足其穩定性、相容性及靶向性要求，導致載體結構複雜。此外，現階段對氧化石墨烯的研究多處於單一光熱治療、或單純作為化療藥物載體，對「光熱聯合化療」涉及有限，因此，抗腫瘤藥物載體的改進和創新是目前亟需解決的問題。

發明內容
針對上述情況，為解決現有技術之缺陷，本發明之目的就是提供一種透明質酸修飾的氧化石墨烯及其藥物組合物的製備方法與應用，可有效解決傳統光熱療、化療技術的非靶向性的問題。本發明解決的技術方案是，將透明質酸通過亞烷基二胺為連接臂和氧化石墨烯共價連接，在水介質中可形成納米層；所述透明質酸為分子量等於或低於400kD，並等於或高於600道爾頓的低分子量透明質酸；所述的連接臂為碳原子數2-12的亞烷基二胺。所述的透明質酸修飾的氧化石墨烯的製備方法，包括以下步驟(I)氨化透明質酸的合成將透明質酸95-105mg、l-乙基-(3- 二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽254-264mg和N-羥基琥珀醯亞胺150_160mg，溶解在8_12ml的有機溶劑中，室溫攪拌30 min，得反應液，將反應液緩慢滴入0.4-0.6ml乙二胺的甲醯胺溶液中，冰浴滴加Ih,升至室溫反應6-48h,反應結束後,加入50ml丙酮沉澱,抽濾,得沉澱物,沉澱物加水復溶，透析2d，冷凍乾燥，即得氨化透明質酸；所述的有機溶劑為甲醯胺、N，N-二甲基甲醯胺、二甲基亞碸的一種；
(2)透明質酸修飾的氧化石墨烯的合成取13-17mg氧化石墨烯溶於28-32ml的反應溶劑中，加入55-61mg1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽和33-37mgN-羥基琥珀醯亞胺，室溫反應14-16min，得反應液，在反應液中加入28_32mg氨化透明質酸，室溫反應6-48h,反應結束後,加入50ml丙酮沉澱,抽濾,得沉澱物,沉澱物加水復溶,透析2d,冷凍乾燥，即得透明質酸修飾的氧化石墨烯；所述的反應溶劑為水、甲醯胺、N，N-二甲基甲醯胺的一種或兩種的混合物。或者其它類似溶劑以及其它類似溶劑的混合物。所述的抗腫瘤藥物組合物，是將透明質酸修飾的氧化石墨烯和藥學活性或藥理活性分子製成載藥納米層，其中，藥學活性或藥理活性分子選自芳香環類及含有n電子的藥物分子，優選自阿黴素、紫杉醇、多烯紫杉醇、羥基喜樹鹼、米託蒽醌等抗腫瘤藥物。本發明透明質酸修飾的氧化石墨烯和抗腫瘤藥物製備成載藥納米層的方法操作步驟如下透明質酸修飾的氧化石墨烯與水按重量比3-50:1000的比例探頭超聲溶解，與經有機溶劑溶解的抗腫瘤藥物混合，經超聲或高壓均質處理，室溫攪拌24h，採用透析法或超濾法或柱分離法除去有機溶劑及游離藥物，凍幹，製得粒徑為10-1000 nm的納米層；所述的有機溶劑，指藥學上使用的能溶解抗腫瘤藥物的溶劑。所述的抗腫瘤藥物組合物，可以用於注射、口服或植入給藥。其中，注射給藥優選注射劑、凍乾粉針，口服給藥優選自片劑、膠囊劑、丸劑、糖漿劑、顆粒劑，植入給藥優選自凝膠劑，溶液劑。本發明具有優良的生物相容性、水溶性和穩定性，還能夠實現腫瘤特異性靶向，並保留了氧化石墨烯的高 效光熱治療活性，是腫瘤治療藥物上的創新。


圖1為本發明氧化石墨烯(G0)、透明質酸(HA)和透明質酸修飾的氧化石墨烯(HA-GO)的紫外掃描圖譜。圖2為本發明(A)透明質酸(HA)、(B)氧化石墨烯(GO)和(C)透明質酸修飾的氧化石墨烯(HA-GO)的紅外圖譜。圖3為本發明氧化石墨烯(GO)光照時間-溫度變化圖。圖4為本發明透明質酸修飾的氧化石墨烯(HA-GO)光照時間-溫度變化圖。
具體實施例方式以下結合實施例對本發明的具體實施方式
作進一步詳細說明。實施例1
所述的透明質酸修飾的氧化石墨烯的製備方法，包括以下步驟
(I)氨化透明質酸的合成將透明質酸95mg、l-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽鹽酸鹽254mg和N-輕基琥拍醯亞胺150mg,溶解在8ml的有機溶劑中，室溫攪拌30 min，得反應液，將反應液緩慢滴入0.4ml乙二胺的甲醯胺溶液中，冰浴滴加lh，升至室溫反應6h,反應結束後,加入50ml丙酮沉澱,抽濾,得沉澱物,沉澱物加水復溶,透析2d,冷凍乾燥，即得氨化透明質酸；所述的有機溶劑為甲醯胺、N，N-二甲基甲醯胺、二甲基亞碸的一種；
(2)透明質酸修飾的氧化石墨烯的合成取13mg氧化石墨烯溶於28ml的反應溶劑中，加入55mg1-乙基-(3- 二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽和33mgN-羥基琥珀醯亞胺，室溫反應15min，得反應液,在反應液中加入28mg氨化透明質酸,室溫反應6h，反應結束後,力口A 50ml丙酮沉澱，抽濾，得沉澱物，沉澱物加水復溶，透析2d，冷凍乾燥，即得透明質酸修飾的氧化石墨烯；所述的反應溶劑為水、甲醯胺、N，N- 二甲基甲醯胺的一種或兩種的混合物。實施例2
所述的透明質酸修飾的氧化石墨烯的製備方法，包括以下步驟
(1)氨化透明質酸的合成將透明質酸IOOmgU-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽259mg和N-輕基琥拍醯亞胺155mg,溶解在IOml的有機溶劑中，室溫攪拌30 min,得反應液，將反應液緩慢滴入0. 5ml乙二胺的甲醯胺溶液中，冰浴滴加lh，升至室溫反應3h，反應結束後，加入50ml丙酮沉澱，抽濾，得沉澱物，沉澱物加水復溶，透析2d，冷凍乾燥，即得氨化透明質酸；所述的有機溶劑為甲醯胺、N，N-二甲基甲醯胺、二甲基亞碸的一種；
(2)透明質酸修飾的氧化石墨烯的合成取15mg氧化石墨烯溶於30ml的反應溶劑中，加入58mg1-乙基-(3- 二甲基氨基丙 基)碳二亞胺鹽酸鹽和35mgN-輕基琥拍醯亞胺,室溫反應15min，得反應液，在反應液中加入30mg氨化透明質酸,室溫反應24h，反應結束後，加入50ml丙酮沉澱，抽濾，得沉澱物，沉澱物加水復溶，透析2d，冷凍乾燥，即得透明質酸修飾的氧化石墨烯；所述的反應溶劑為水、甲醯胺、N，N-二甲基甲醯胺的一種或兩種的混合物。實施例3
所述的透明質酸修飾的氧化石墨烯的製備方法，包括以下步驟
(I)氨化透明質酸的合成將透明質酸105mg、l-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽264mg和N-輕基琥拍醯亞胺160mg,溶解在12ml的有機溶劑中，室溫攪拌30 min,得反應液，將反應液緩慢滴入0. 6ml乙二胺的甲醯胺溶液中，冰浴滴加lh，升至室溫反應48h，反應結束後，加入50ml丙酮沉澱，抽濾，得沉澱物，沉澱物加水復溶，透析2d，冷凍乾燥，即得氨化透明質酸；所述的有機溶劑為甲醯胺、N，N-二甲基甲醯胺、二甲基亞碸的一種；
(2)透明質酸修飾的氧化石墨烯的合成取17mg氧化石墨烯溶於32ml的反應溶劑中，加入6Img1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽和37mgN-羥基琥珀醯亞胺，室溫反應15min，得反應液，在反應液中加入32mg氨化透明質酸,室溫反應48h，反應結束後，加入50ml丙酮沉澱，抽濾，得沉澱物，沉澱物加水復溶，透析2d，冷凍乾燥，即得透明質酸修飾的氧化石墨烯；所述的反應溶劑為水、甲醯胺、N，N-二甲基甲醯胺的一種或兩種的混合物。相關試驗資料如下
一、透明質酸修飾的氧化石墨烯的掃譜分析
對本發明透明質酸修飾的氧化石墨烯進行紫外分光光度法掃譜分析，得圖1，紅外分析，得圖2，從圖可知透明質酸有效地連接到氧化石墨烯上。二、透明質酸修飾的氧化石墨烯的光熱效應
配製一系列濃度的氧化石墨烯與透明質酸修飾的氧化石墨烯溶液，採用808 nm NIR雷射儀以2 ff/cm2的能量密度進行照射，並於0、1、2、3、4、5 min測量溶液的溫度，得圖3、圖4，從圖3-4可知氧化石墨烯具有優良的光熱轉化作用，並且透明質酸對氧化石墨烯的修飾並沒有影響其光熱特性，此外，透明質酸修飾的氧化石墨烯的光熱轉換效應呈現濃度和時間依賴性。三、負載阿黴素的透明質酸修飾的氧化石墨烯納米層組合物的試驗和表徵1、實驗物透明質酸修飾的氧化石墨烯2 mg,溶解於5 ml水中攪拌30 min,冰浴條件下探頭超聲30 min，5mg阿黴素用水溶解，然後二者混合，冰浴條件下探頭超聲30 min，室溫攪拌過夜，重蒸水透析Id,離心(4000 rpm) 15 min,冷凍乾燥。2、透明質酸修飾的氧化石墨烯納米層中阿黴素含量的測定
採用紫外分光光度法，於480nm波長處測定阿黴素的含量，以公式(I)計算樣品的載藥量，載藥量達到60%。
權利要求
1.一種透明質酸修飾的氧化石墨烯，其特徵在於，將透明質酸通過亞烷基二胺為連接臂和氧化石墨烯共價連接，在水介質中可形成納米層；所述透明質酸為分子量等於或低於.400 kD，並等於或高於600道爾頓的低分子量透明質酸；所述的連接臂為碳原子數2-12的亞烷基二胺。
2.權利要求1所述的透明質酸修飾的氧化石墨烯的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟(I)氨化透明質酸的合成將透明質酸95-105mg、l-乙基_(3- 二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽254-264mg和N-羥基琥珀醯亞胺150_160mg，溶解在8_12ml的有機溶劑中，室溫攪拌30 min，得反應液，將反應液緩慢滴入0.4-0.6ml乙二胺的甲醯胺溶液中，冰浴滴加Ih,升至室溫反應6-48h,反應結束後,加入50ml丙酮沉澱,抽濾,得沉澱物,沉澱物加水復溶，透析2d，冷凍乾燥，即得氨化透明質酸；所述的有機溶劑為甲醯胺、N, N-二甲基甲醯胺、二甲基亞碸的一種； (2)透明質酸修飾的氧化石墨烯的合成取13-17mg氧化石墨烯溶於28-32ml的反應溶劑中，加入55-61mg1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽和33_37mgN-羥基琥珀醯亞胺，室溫反應14-16min，得反應液，在反應液中加入28_32mg氨化透明質酸，室溫反應6-48h,反應結束後,加入50ml丙酮沉澱,抽濾,得沉澱物,沉澱物加水復溶,透析2d,冷凍乾燥，即得透明質酸修飾的氧化石墨烯；所述的反應溶劑為水、甲醯胺、N, N-二甲基甲醯胺的一種或兩種的混合物。
3.根據權利要求2所述的透明質酸修飾的氧化石墨烯的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟(I)氨化透明質酸的合成將透明質酸95mg、l-乙基-(3- 二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽254mg 和N-羥基琥珀醯亞胺150mg，溶解在8ml的有機溶劑中，室溫攪拌30min，得反應液，將反應液緩慢滴入O. 4ml乙二胺的甲醯胺溶液中，冰浴滴加lh，升至室溫反應6h,反應結束後,加入50ml丙酮沉澱,抽濾,得沉澱物,沉澱物加水復溶,透析2d,冷凍乾燥，即得氨化透明質酸；所述的有機溶劑為甲醯胺、N, N-二甲基甲醯胺、二甲基亞碸的一種； (2)透明質酸修飾的氧化石墨烯的合成取13mg氧化石墨烯溶於28ml的反應溶劑中，加入55mg1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽和33mgN-羥基琥珀醯亞胺，室溫反應15min，得反應液,在反應液中加入28mg氨化透明質酸,室溫反應6h，反應結束後,力口入50ml丙酮沉澱，抽濾，得沉澱物，沉澱物加水復溶，透析2d，冷凍乾燥，即得透明質酸修飾的氧化石墨烯；所述的反應溶劑為水、甲醯胺、N，N- 二甲基甲醯胺的一種或兩種的混合物。
4.根據權利要求2所述的透明質酸修飾的氧化石墨烯的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟(I)氨化透明質酸的合成將透明質酸lOOmg、1-乙基-(3- 二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽259mg和N-羥基琥珀醯亞胺155mg，溶解在IOml的有機溶劑中，室溫攪拌.30 min，得反應液，將反應液緩慢滴入0.5ml乙二胺的甲醯胺溶液中，冰浴滴加lh，升至室溫反應3h,反應結束後,加入50ml丙酮沉澱,抽濾,得沉澱物,沉澱物加水復溶,透析2d,冷凍乾燥，即得氨化透明質酸；所述的有機溶劑為甲醯胺、N, N-二甲基甲醯胺、二甲基亞碸的一種； (2)透明質酸修飾的氧化石墨烯的合成取15mg氧化石墨烯溶於30ml的反應溶劑中，加入58mg1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽和35mgN-羥基琥珀醯亞胺，室溫反應15min，得反應液，在反應液中加入30mg氨化透明質酸,室溫反應24h，反應結束後，力口Λ 50ml丙酮沉澱，抽濾，得沉澱物，沉澱物加水復溶，透析2d，冷凍乾燥，即得透明質酸修飾的氧化石墨烯；所述的反應溶劑為水、甲醯胺、N, N- 二甲基甲醯胺的一種或兩種的混合物。
5.根據權利要求2所述的透明質酸修飾的氧化石墨烯的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟(I)氨化透明質酸的合成將透明質酸105mg、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽264mg和N-羥基琥珀醯亞胺160mg，溶解在12ml的有機溶劑中，室溫攪拌30min，得反應液，將反應液緩慢滴入O. 6ml乙二胺的甲醯胺溶液中，冰浴滴加lh，升至室溫反應48h,反應結束後，加入50ml丙酮沉澱,抽濾,得沉澱物，沉澱物加水復溶，透析2d,冷凍乾燥，即得氨化透明質酸；所述的有機溶劑為甲醯胺、N, N-二甲基甲醯胺、二甲基亞碸的一種； (2)透明質酸修飾的氧化石墨烯的合成取17mg氧化石墨烯溶於32ml的反應溶劑中，加入61mg1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽和37mgN-羥基琥珀醯亞胺，室溫反應15min，得反應液，在反應液中加入32mg氨化透明質酸，室溫反應48h，反應結束後，力口入50ml丙酮沉澱，抽濾，得沉澱物，沉澱物加水復溶，透析2d，冷凍乾燥，即得透明質酸修飾的氧化石墨烯；所述的反應溶劑為水、甲醯胺、N，N- 二甲基甲醯胺的一種或兩種的混合物。
6.一種透明質酸修飾的氧化石墨烯的藥物組合物，其特徵在於，是將透明質酸修飾的氧化石墨烯和藥學活性或藥理活性分子製成載藥納米層，所述的藥學活性或藥理活性分子為芳香環類及含有η電子的藥物分子。
7.根據權利要求6所述的透明質酸修飾的氧化石墨烯的藥物組合物，其特徵在於，所述的藥學活性或藥理活性分子為阿黴素、紫杉醇、多烯紫杉醇、羥基喜樹鹼、米託蒽醌的一種。
8.權利要求6或7所述的透明質酸修飾的氧化石墨烯的藥物組合物的製備方法，其特徵在於，所述的透明質酸修飾的氧化石墨烯與水按重量比3-50:1000的比例探頭超聲溶解，與經有機溶劑溶解的抗腫瘤藥物混合，經超聲或高壓均質處理，室溫攪拌24h，採用透析法或超濾法或柱分離法除去有機溶劑及游離藥物，凍幹，製得粒徑為10-1000 nm的納米層；所述的有機溶劑，指藥學上使用的能溶解抗腫瘤藥物的甲醇、乙醇、乙腈、乙酸乙酯、丙酮、二氯甲烷、氯仿、四氫呋喃、甲醯胺、N，N-二甲基甲醯胺、二甲基亞碸的一種。
9.權利要求1所述的透明質酸修飾的氧化石墨烯在製備抗腫瘤藥物組合物中的應用。
全文摘要
本發明涉及透明質酸修飾的氧化石墨烯及其藥物組合物的製備方法與應用，可有效解決傳統光熱療、化療技術的非靶向性的問題，其解決的技術方案是，將透明質酸通過亞烷基二胺為連接臂和氧化石墨烯共價連接，在水介質中可形成納米層；所述透明質酸為分子量等於或低於400kD，並等於或高於600道爾頓的低分子量透明質酸；所述的連接臂為碳原子數2-12的亞烷基二胺，本發明具有優良的生物相容性、水溶性和穩定性，是腫瘤治療藥物上的創新。
文檔編號C01B31/04GK103030140SQ20121056130
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月21日 優先權日2012年12月21日
發明者侯琳, 張振中, 胡志軍, 張紅嶺, 馮倩華, 王亞婷 申請人:鄭州大學