一種含阿黴素的氧化石墨烯載藥複合材料的製備方法
2023-06-17 02:01:26
一種含阿黴素的氧化石墨烯載藥複合材料的製備方法
【專利摘要】本發明涉及一種含阿黴素的氧化石墨烯載藥複合材料的製備方法，包括：(1)氧化石墨烯複合材料GOX-PEI-HA的合成；(2)將氧化石墨烯複合材料溶解於水中，加入鹽酸阿黴素水溶液，並調pH值為中鹼性。避光震蕩反應後，離心除去未連接上的DOX，冷凍乾燥合成GOX/DOX載藥複合物。本發明的載藥材料具有pH敏感型釋放的特點，可以用於抗腫瘤研究，有著很好的實用價值。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發明屬於納米材料的製備領域，特別涉及一種含阿黴素的氧化石墨烯載藥複合 材料的製備方法。 一種含阿黴素的氧化石墨烯載藥複合材料的製備方法
【背景技術】
[0002] 氧化石墨烯是石墨烯的氧化物，氧化石墨烯薄片是石墨粉末經化學氧化及剝離後 的產物，它一方面保持了石墨烯單一原子層的層狀結構，可以隨時在橫向尺寸上擴展到數 十微米，這種結構跨越了一般化學和材料科學的典型尺度，成為人們研究的熱點。而其在生 物醫學領域的研究也在這幾年興起。另一方面，經過氧化處理後，在每一層的石墨烯單片上 引入了許多氧基功能團，如羥基、羧基、羰基、環氧基等親水性基團，因而具有良好的水溶液 穩定性和生物相容性。同時，由於氧化石墨烯具有單原子層結構，其比表面積很大，且兩個 基面都可以吸附藥物，因此非常適合用作藥物載體。
[0003] 然而儘管氧化石墨烯易溶於水，但是它在生理鹽水中由於電荷屏蔽效應的存在易 團聚，使其在生物醫學領域的潛在應用價值的發揮受到阻礙。納米材料的表面化學是改善 納米材料的生物相容性以及控制其在生物系統中行為的關鍵因素，因此不同的應用目的， 就產生了不同的表面修飾方法，其中包括共價和非共價鍵修飾，最終官能化的石墨烯基材 料有望用於可控釋放及靶向控制的藥物載體，在生物醫藥和診斷等領域有著很好的應用前 景。
[0004] 鹽酸阿黴素（Doxorubicin，D0X)屬蒽環類抗腫瘤抗生素，是一種抑制DNA和RNA 合成的抗腫瘤藥物。其作用機制主要是嵌入DNA的相鄰鹼基對使DNA發生錯配，從而使DNA 鏈裂解，阻礙DNA和RNA合成。阿黴素對實體瘤的有效率約達70%，主要用於治療惡性淋巴 瘤、急性白血病、肺癌、乳腺癌、骨及軟組織肉瘤、頭頸部腫瘤、肝癌、食道癌、胃癌等。抗瘤譜 廣，應用廣泛，鹽酸阿黴素也有著傳統抗癌藥物的不良反應，主要是消化道毒性、骨髓抑制、 心臟毒性、脫髮等問題，少數患者有發熱、肝功能損傷與肌紅蛋白尿、紅斑以及色素沉著。 [000 5]最近的研究表明，氧化石墨稀與阿黴素之間的結合是屬於JI-II堆積的作用力的 非共價鍵結合。這種結合是pH依賴性的，在酸性環境下，由於去質子作用藥物從氧化石墨 烯表面離去，達到pH敏感釋放。
【發明內容】
[0006] 本發明所要解決的技術問題是提供一種含阿黴素的氧化石墨烯載藥複合材料的 製備方法，該載藥方法操作簡單、反應條件溫和。氧化石墨烯複合載藥材料藥物裝載率高， 且具有pH敏感型釋放特性。
[0007] 本發明的一種含阿黴素的氧化石墨烯載藥複合材料的製備方法，包括：
[0008] 將氧化石墨烯-聚乙烯亞胺-透明質酸G0X-PEI-HA溶解在水中，加入阿黴素 D〇x 的水溶液，混合均勻，用氫氧化鈉調pH值至中鹼性，避光搖床反應1〇小時，離心除去未連接 上的D0X，冷凍乾燥合成G0X/D0X載藥複合物。
[0009] 所述的GOX-PEI-HA與D0X的質量比為1 : 0.5?1 : 1。
[0010] 採用〇· 1M的氫氧化鈉溶液調pH值為8-10。
[0011] 所述反應條件為避光，搖床37°C，時間4?10小時。
[0012] 所述的離心轉速為13000rpm，離心時間為8?12分鐘。
[0013] 本發明配製不同濃度的D0X磷酸緩衝溶液液及醋酸緩衝溶液，於紫外分光光度計 中檢測最大吸收值，並繪製兩種pH環境下的D0X標準曲線。
[0014] 所述的不同pH值環境分別為5?6及7?7. 5。
[0015] 所述的標準曲線D0X濃度為0. 001?0. 08mg/ml。
[0016] 本發明將G0X/D0X載藥複合物溶於PBS緩衝液中，置於透析袋。再將透析袋放入 兩種pH值環境中的溶出儀。於不同時間點取樣，並補充緩衝液，得出藥物釋放曲線。
[0017] 所述透析工藝為採用透析袋，內液為pH二7.5的PBS緩衝液，外液為步驟（2)中 的緩衝液。
[0018] 所述藥物釋放所需的G0X/D0X為0. 5?2mg,緩衝液體積為5?20ml。
[0019] 所述透析袋MW為8, 000?14, 000。
[0020] 有益效裡
[0021] (1)本發明利用氧化石墨烯與阿黴素之間的π-ατ堆積作用，合成含阿黴素的氧 化石墨烯載藥複合材料，製備方法操作簡單、實驗條件溫和；
[0022] (2)本發明的含阿黴素的氧化石墨烯載藥複合材料藥物裝載量高，能夠長效緩釋。 且具有pH敏感型輸送，在較低pH值環境下釋放率高，適合腫瘤組織的微環境，具有應用其 做後續相關實驗分析的潛力；
[0023] (3)含阿黴素的氧化石墨烯載藥複合材料可以研究其體內循行及特定組織的定向 輸送。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1為實施例1所得的含阿黴素的氧化石墨烯載藥複合材料在不同pH環境下的 釋放曲線。
[0025] 圖2為實施例2所得的阿黴素在不同pH環境下的標準曲線。其中2a為pH = 7. 5 的PBS緩衝溶液、此為pH二5. 8的醋酸緩衝液。
[0026] 圖3為實施例3所得的不同pH條件下的D0X的上樣率和包封率。
【具體實施方式】
[0027]下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用於說明本發明 而不用於限制本發明的範圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之後，本領域技術人 員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落於本申請所附權利要求書所限定 的範圍。
[0028] 實施例1
[0029] (1)稱取5mg氧化石墨烯複合材料，溶解在5ml水中，在攪拌的情況下，逐滴加入 5mL含D0X (4. 5mg)的水溶液，用〇· 1M的氫氧化鈉溶液調pH = 9. 03,鋁箔紙避光，在37-C搖 床條件下反應5h。最後將含阿黴素的氧化石墨烯溶液離心，i3〇〇〇rpm離心8min，用以將未 連接上的阿黴素除去。最後將沉澱冷凍乾燥後獲得GOX/DOX。
[0030]⑵稱取 2mg 阿黴素，分別配製 〇· 〇〇2Μ、0· 004Μ、0· 008Μ、0· 01碰、0· 032M 的 PBS 溶 液（pH = 7. 5)及醋酸溶液（pH = 5· 8)，對阿黴素溶液進行紫外檢測，吸收波長設為481nm， 收集數據並擬合阿黴素在兩種pH條件下的標準曲線。
[0031] (3)稱取2. 4mg載藥複合物於2. 4ml磷酸緩衝液（pH = 7. 5)中，充分溶解，各取 1ml分別放入兩個透析袋（MW = 8, 000?14, 000)中，並放置在溶出儀，分別補加15ml的 PBS溶液（pH = 7. 5)及醋酸溶液（pH = 5. 8)。溶出儀溫度設為37度，轉速90轉/分，分 別於 2h、4h、6h、8h、1 Oh、24h、48h、72h、96h、120h 取出 lml 透析液，並回補 lml 相應的 PBS 緩 衝溶液和醋酸緩衝溶液。對收集的透析液進行紫外檢測，吸收波長設為481nm，收集數據並 並計算藥物釋放情況。
[0032] (4)D0X在兩種pH環境下的釋放曲線如圖1所示。在120h後，D0X在pH = 5. 8的 緩釋液中約釋放25%。而在PBS環境中釋放不足5%，兩者釋放存在顯著差異，腫瘤組織較 正常組織細胞相比其pH要低，該載藥符合材料的釋放正好符合這一特性。表明該載藥複合 材料是一種可以用於腫瘤治療的pH敏感型材料。
[0033] 實施例2
[0034] (1)稱取7. 8mg氧化石墨烯複合材料，溶解在8ml水中，在攪拌的情況下，逐滴加入 8mL含D0X (6. 2mg)的水溶液，用0. 1M的氫氧化鈉溶液調pH = 8. 86,鋁箔紙避光，在37°C搖 床條件下反應4h。最後將含阿黴素的氧化石墨烯溶液離心，13000rpm離心8min，用以將未 連接上的阿黴素除去。最後將沉澱冷凍乾燥後獲得G0X/D0X。
[0035] (2)稱取 2mg 阿黴素，分別配製 0· 0025Μ、0· 005Μ、0· 01Μ、0· 02Μ、0· 04M 的 PBS 溶液 (pH = 7· 5)及醋酸溶液（pH = 5. 8)，對阿黴素溶液進行紫外檢測，吸收波長設為481nm，收 集數據並擬合阿黴素在兩種pH條件下的標準曲線。
[0036] (3)稱取4. 5mg載藥複合物於4. 5ml磷酸緩衝液（pH = 7. 5)中，充分溶解，各取 2ml分別放入兩個透析袋（MW = 8, 000?14, 000)中，並放置在溶出儀，分別補加20ml的 PBS溶液（pH = 7. 5)及醋酸溶液（pH = 5. 8)。溶出儀溫度設為37度，轉速100轉/分，分 別於 2h、4h、6h、8h、10h、24h、48h、72h、96h、120h 取出 1. 5ml 透析液，並回補 1. 5ml 相應的 PBS溶液和醋酸溶液。對收集的透析液進行紫外檢測，吸收波長設為481mn，收集數據並並 計算藥物釋放情況。
[0037] (4)D0X在兩種pH值環境下的標準曲線如圖2所示，選擇481nm處的吸光度為縱坐 標與橫坐標（D0X濃度）製做標準曲線。當D0X在PBS(pH = 7. 5)(圖2-a)中的濃度範圍在 0· 0025-0. 04mg/mL時，D0X的濃度-吸光度線性相關係數為R2 = 0. 99937說明其有著很好 的線性關係。當D0X在醋酸鹽緩衝液（pH = 5. 8)(圖2-b)中的濃度範圍在0. 0025-0. 04mg/ mL時，線性相關係數為R2 = 0. 99993,說明該pH值下D0X的濃度-吸光度依然有著很好的 線性關係。
[0038] 實施例3
[0039] (1)稱取10. 3mg氧化石墨烯複合材料，溶解在12ml水中，在攪拌的情況下，逐滴加 入10mL含D0X(9. 8mg)的水溶液，用〇· 1M的氫氧化鈉溶液分別調pH = 5. 5、6· 5、7· 5、8. 5 和9. 5,鋁箔紙避光，在37°C搖床條件下反應5h。最後將含阿黴素的氧化石墨烯溶液離心， 13000rpm離心8min，用以將未連接上的阿黴素除去。最後將沉澱冷凍千燥後獲得G0X/D0X。
[0040]⑵稱取 2mg 阿黴素，分別配製 〇· 001Μ、0· 002Μ、0· 004Μ、0· 012M、0. 036M 的 PBS 溶 液（pH = 7. 5)及醋酸溶液（pH = δ. 8)，對阿黴素溶液進行紫外檢測，吸收波長設為48inm， 收集數據並擬合阿黴素在兩種pH條件下的標準曲線。
[0041] ⑶各稱取〇· 5mg載藥複合物於1ml磷酸緩衝液（PH = 7. 5)中，充分溶解，放入兩 個透析袋（MW = 8, 000?14, 000)中，並放置在溶出儀，分別補加 KM的PBS溶液（pH = 7.5)及醋酸溶液（PH = 5. S)。溶出儀溫度設為37度，轉速90轉/分，分別於2h、4h、6h、 8h、10h、24h、48h、72h、96h、120h取出lml透析液，並回補lml相應的PBS溶液和醋酸溶液。 對收集的透析液進行紫外檢測，吸收波長設為481nm，收集數據並計算藥物釋放情況。
[0042] ⑷不同pH條件下，DOX的上樣率和包封率如圖3所示。上樣率與包封率之比為 5 : 3。pH值環境越高越有利與藥物的上載，這是由於，鹼性環境中，由於去質子作用，阿黴 素更容易和碳納米管產生ji-ji堆積效應。
[0043] 實施例4
[0044] (1)將6. lmg氧化石墨烯複合材料，溶解在8ml水中，在攪拌的情況下，逐滴加入 5mL含DOX (4. 5mg)的水溶液，用0. 1M的氫氧化鈉溶液調pH = 9· 52,鋁箔紙避光，在37?搖 床條件下反應5h。最後將含阿黴素的氧化石墨烯溶液離心，13000rpm離心8min，用以將未 連接上的阿黴素除去。最後將沉澱冷凍乾燥後獲得GOX/DOX。
[0045]⑵稱取 2mg 阿黴素，分別配製 0· 〇〇3Μ、0· 〇〇6Μ、0· 012Μ、0· 24Μ、0· 48M 的 PBS 溶液 (pH = 7· 5)及醋酸溶液（ΡΗ = 5· S)，對阿黴素溶液進行紫外檢測，吸收波長設為481nm，收 集數據並擬合阿黴素在兩種pH條件下的標準曲線。
[0046] ⑶稱取lmg載藥複合物於2ml磷酸緩衝液（ΡΗ = 7· 5)中，充分溶解，放入兩個透 析袋（MW = 8, 000?14, 000)中，並放置在溶出儀，分別補加5ml的PBS溶液（pH = 7. 5)及 醋酸溶液（ρΗ= 5·8)。溶出儀溫度設為37度，轉速90轉/分，分別於2h、4h、6h、8h、10h、 24h、48h、96h、120h取出0. 8ml透析液,並回補0. 8ml相應的PBS溶液和醋酸溶液。對收集 的透析液進行紫外檢測，吸收波長設為481mn，收集數據並並計算藥物釋放情況。
【權利要求】
1. 一種含阿黴素的氧化石墨烯載藥複合材料的製備方法，包括： 將氧化石墨烯-聚乙烯亞胺-透明質酸GOX-ΡΕΙ-ΗΑ溶解在水中，加入阿黴素D0X的水 溶液，混合均勻，用氫氧化鈉調PH值至中鹼性，搖床反應,離心除去未連接上的D〇x，所得沉 澱冷凍千燥得GOX/DOX載藥複合物。 ^
2. 根據權利要求1所述的一種含阿黴素的氧化石墨烯載藥複合材料的製備方法，其 特徵在於：所述的GOX-PEI-HA溶液濃度為3mg/ml-5mg/ml，GOX-PEI-HA與d〇X的質量比為 1 : 0_ 5 ?1 : 1。
3·根據權利要求1所述的一種含阿黴素的氧化石墨烯載藥複合材料的製備方法，其特 徵在於：採用〇· 1M的氫氧化鈉溶液調pH值為7?10。
4. 根據權利要求1所述的一種含阿黴素的氧化石墨烯載藥複合材料的製備方法，其特 徵在於：所述反應條件為避光，搖床37°C，時間4?10小時。
5. 根據權利要求1所述的一種含阿黴素的氧化石墨烯載藥複合材料的製備方法，其特 徵在於：所述離心轉速為l3〇〇〇rpm,離心時間為8?12分鐘。
【文檔編號】A61K31/704GK104189917SQ201410395971
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月13日 優先權日:2014年8月13日
【發明者】朱利民, 楊卉卉, 陶磊, 公曉, 李赫宇, 胡娟 申請人:東華大學