功能化氧化石墨烯的制备及其载药性能研究

称取５ｍｇ ＧＯ－ＣＭＣ－ＬＡ－ＦＩ－Ａｃ，加入５ｍＬ 蒸 馏 水 溶 解，配 制成 ｍｇ／ｍＬ 溶液，平均分成５份，并加入不同浓度 的 ＤＯＸ 溶 液［（０．４～１．２）ｍｇ／ｍＬ］，并 调 节 ｐＨ＝９ 上 下，常 温 避 光 ２ｈ 后，将产物离心取０．５ｍＬ 上清液，补加０．５ｍＬ ＰＢＳ，利用紫外－ 可见分光光度计测 量 其 在 ４８０ｎｍ 紫 外 吸 收 峰 的 吸 光 度，然 后 对照 ＤＯＸ 标准浓度 曲 线 后 计 算 获 得 复 合 材 料 的 载 药 量 以 及 包封率，选取载药 量 及 包 封 率 最 高 的 一 组 按 照 之 前 的 方 法 合 成，并将产物离心后的沉淀物加 少 许 蒸 馏 水 后 冷 冻 干 燥 ，即 得 ＧＯ－ＣＭＣ－ＬＡ－ＦＩ－Ａｃ－ＤＯＸ。 １．２．６ 乳糖酸修饰的 ＧＯ 复合材料负载 ＤＯＸ 的释放
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化工新型材料
第 ４４ 卷
Байду номын сангаас
均为分析纯，上 海 百 灵 威 试 剂 有 限 公 司；乙 酸 酐 （分 析 纯 ），上 海玻尔化学试剂 有 限 公 司；阿 霉 素 （ＤＯＸ，分 析 纯 ），北 京 华 丰 联博科技有 限 公 司；醋 酸 盐 缓 冲 液、磷 酸 盐 缓 冲 液 （ＰＢＳ），自 配 ；蒸 馏 水 ；液 氮 ；透 析 袋 （Ｍｗ ＝１４０００、１０００００）
关 键 词 羧 甲 基 壳 聚 糖 ，乳 糖 酸 ，氧 化 石 墨 烯 ，阿 霉 素 ，载 药
Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｇｒａｐｈｅｎｅ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｄｒｕｇ ｌｏａｄｉｎｇ
Ｐａｎ Ｑｉｘｉａ１ Ｙａｏ Ｚｈｅｎｙｕ２ Ｔａｏ Ｌｅｉ １ Ｌｖ Ｙａｏ１ Ｚｈｕ Ｌｉｍｉｎ１
称取１００ｍｇ ＧＯ，２００ｍｇ ＣＭＣ 分别溶 于 ２５ 和 ２０ｍＬ 蒸 馏 水，将４５ｍｇ ＥＤＣ 和３５ｍｇ ＮＨＳ活化剂加入 ＧＯ 水 溶 液 中，活 化反应２ｈ后，逐滴加 入 ２００ｍＬ ＣＭＣ 水 溶 液。 在 室 温 下 加 入 转子搅拌反应２４ｈ。反应后用透析袋（Ｍｗ ＝１０００００）将 溶 液 进 行透析，去除溶液中的杂质和 副 产 物。所 得 产 物 冷 冻 干 燥，即 合成 ＧＯ－ＣＭＣ。 １．２．３ ＬＡ 修饰 ＧＯ（ＧＯ－ＣＭＣ－ＬＡ－ＦＩ）的制备
ｌｉｖｅｒｙ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｒｅｌｅａｓｅ ｏｆ ＤＯＸ ｉｎｔｏ ｃａｎｃｅｒ ｃｅｌｌｓ．Ｔｈｅ ｗａｙ ｔｏ ｉｎｔｅｇｒａｔｅ ｔｈｅ ｃｏｍｐｌｅｘ ａｓ ｆｅｌｌｏｗｓ．Ｆｉｒｓｔ，ｃａｒｂｏｘｙｍｅｔｈｙｌ ｃｈ－ ｉｔｏｓａｎ（ＣＭＣ）ａｎｄ ｌａｃｔｏｓｅ ａｃｉｄ ｗａｓ ｃｏｎｊｕｇａｔｅｄ ｗｉｔｈ ＧＯ．Ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｍｐｌｅｘ ｗａｓ ａｃｅｔｙｌａｔｅｄ ａｆｔｅｒ ＦＩＴＣ ｗａｓ ｌｉｎｋｅｄ ｆｏｒ ｔｒａｃｋｉｎｇ （ＧＯ－ＣＭＣ－ＦＩ－ＬＡ－Ａｃ）．Ｌａｓｔ ＤＯＸ ｗａｓ ｌｏａｄｅｄ ｏｎ ＧＯ ｂｙ ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃｓ．Ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ＣＭＣ ａｎｄ ＬＡ ｗｅｒｅ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌ ｃｏｎｊｕｇａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｇｒａｐｈｅｎｅ ｏｘｉｄｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｇｒｏｕｐｓ ｗｉｔｈｏｕｔ ａｆｆｅｃｔｉｎｇ ｔｈｅ ｏｒｉｇｉｎａｌ ｔｗｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｌａｍｅｌｌａｒ ｓｔｒｕｃ－ ｔｕｒｅ．Ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｍｐｌｅｘ ｗａｓ ｓｕｐｐｏｓｅｄ ｔｏ ｈａｄ ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ ｌｏａｄｉｎｇ ｂｅｈａｖｉｏｒ．Ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ａｌｓｏ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｒｅｌｅａｓｅ ｏｆ ＤＯＸ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｎａｎｏｃａｒｒｉｅｒ ｗａｓ ｐＨ－ｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅ．Ａｎｄ ｔｈｅ ｄｒｕｇ ｒｅｌｅａｓｅ ｒａｔｅ ｏｆ ｎａｎｏｃａｒｒｉｅｒ ａｔ ｍｉｌｄ ａｃｉｄｉｃ ｐＨ ｗａｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ａｔ ｎｅｕｔｒａｌ ｐＨ．Ｈｅｎｃｅ，ｓｕｃｈ ａ ｔａｒｇｅｔｉｎｇ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｎａｎｏｃａｒｒｉｅｒ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｆｒｏｍ ＧＯ ｗａｓ ｌｉｋｅｌｙ ｔｏ ｂｅ ａｎ ａｖａｉｌａｂｌｅ ｃａｎｄｉｄａｔｅ ｆｏｒ ｔａｒｇｅｔｅｄ ｄｒｕｇ ｄｅｌｉｖｅｒｙ ｉｎ ｔｕｍｏｒ ｔｈｅｒａｐｙ．
料 的 靶 向 基 团 ，能 提 高 对 肝 细 胞 的 主 动 靶 向 。 ［１０－１１］ 阿霉素（ＤＯＸ）是 一 种 抗 肿 瘤 的 抗 生 素，在 杀 死 肿 瘤 的 同
时，对于人体正常细胞具有很大的毒副作用［１２］，为了避免这 一 影响，将 ＤＯＸ 负 载 在 药 物 载 体 上 靶 向 输 送 至 所 需 部 位 ，成 为 一种重要的方法。
称取３．３ｍｇ ＧＯ－ＣＭＣ－ＬＡ－ＦＩ－Ａｃ－ＤＯＸ，加 入 ４．１ｍＬ 蒸 馏 水溶解。分别量取１ｍＬ 溶液放入透析袋（Ｍｗ＝１０００００）中，在 ｐＨ＝５．８ 的 醋 酸 盐 溶 液 以 及 ｐＨ＝７．４ 的 ＰＢＳ 中 进 行 释 药。 分 别在反应２、４、６、８、１０、１２、２４、３６、４８、６０和７２ｈ时，从透析袋 中取１ｍＬ 溶液测量吸光度。 通 过 计 算 药 物 释 放 率，绘 制 药 物 释放曲线。
羧甲基壳聚糖（ＣＭＣ）是 一 种 两 性 聚 电 解 质，能 有 效 的 与 金属离子进行络合、无毒无味，具 有 优 良 的 成 膜 性、水 溶 性、吸 湿 保 湿 性 和 增 稠 性 等 。 ［５－６］ 与 壳 聚 糖 （ＣＳ）相 比 ，ＣＭＣ 的 水 溶 性更高，并可以在广泛 ｐＨ 值 范 围 下 的 溶 液 内 溶 解，生 物 相 容 性好 ，可 降 解 。 ［７－９］ 乳 糖 酸 具 有 抗 老 、保 湿 、修 护 、抗 氧 化 作 用 ， 是肝脏细胞表面去唾液酸糖蛋白受体的配体。由于内源性去 唾液酸糖蛋 白 受 体 的 配 体 不 易 获 得 、产 量 不 高，故 其 使 用 受 限。作为外源性特 异 性 配 体 的 乳 糖 酸，常 用 来 作 为 高 分 子 材
１．２ 实 验 方 法
１．２．１ 氧 化 石 墨 烯 （ＧＯ）的 制 备 取３００ｍｇ ３２０ 目 的 石 墨 粉 溶 解 于 ２．５ｍＬ 浓 硫 酸，取
Ｋ２Ｓ２Ｏ８ 和 Ｐ２Ｏ５ 各 ５００ｍｇ加 入 上 述 溶 液 中 ，８０℃ 反 应 ５ｈ。 将 溶液放置低温环境，补 加 １２ｍＬ 浓 硫 酸 以 及 逐 滴 加 入 １５００ｍｇ ＫＭｎＯ４，搅拌直至反应出 现 墨 绿 色，将 溶 液 移 至 室 温 环 境 下， 搅拌反应２ｈ后。量取２５ｍＬ 蒸馏水，继续 搅 拌 反 应 ２ｈ。 补 加 ７０ｍＬ 蒸馏水，加入２ｍＬ Ｈ２Ｏ２（ｗ＝２０％），溶液变黄色。 所 得 溶液超声处理后，洗涤干燥，即得产物 ＧＯ。 １．２．２ ＣＭＣ 修饰 ＧＯ（ＧＯ－ＣＭＣ）的制备
（１．Ｄｏｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０１６２０；２．Ｘｉ’ａｎ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｘｉ’ａｎ ７１００００）
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｌａｃｔｏｓｅ ａｃｉｄ（ＬＡ）ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚｅｄ ｇｒａｐｈｅｎｅ ｏｘｉｄｅ ｃｏｍｐｌｅｘ ｗａｓ ｃｏｎｓｔｉｔｕｔｅｄ ａｓ ａ ｎａｎｏｃａｒｒｉｅｒ ｆｏｒ ｔａｒｇｅｔｅｄ ｄｅ－
在 ＧＯ－ＣＭＣ－ＬＡ－ＦＩ产物中，量取２８０μＬ 三 乙 胺 混 合 搅 拌 ０．５ｈ后加入１６０μＬ 乙酸酐混合搅拌，于室温 下 避 光 反 应 ２４ｈ。 反应后用透析袋（Ｍｗ＝１４０００）将溶 液 进 行 透 析。 用 ＰＢＳ透 析 ２次，每次体积 ２Ｌ，再 用 蒸 馏 水 透 析 ７ 次，每 次 体 积 ２Ｌ，去 除 溶液中的杂质 和 副 产 物。 所 得 产 物 进 行 冷 冻 干 燥 ，合 成 ＧＯ－ ＣＭＣ－ＬＡ－ＦＩ－Ａｃ。 １．２．５ ＤＯＸ 对 ＧＯ－ＣＭＣ－ＬＡ－ＦＩ－Ａｃ复合材料的负载
第 ４４ 卷 第 １１ 期 ２０１６ 年 １１ 月
化工新型材料 ＮＥＷ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ
Ｖｏｌ．４４ Ｎｏ．１１ · ９１ ·
功能化氧化石墨烯的制备及其载药性能研究
潘 琪 霞１ 姚 振 宇２ 陶 磊１ 吕 瑶１ 朱 利 民１＊
（１．东 华 大 学 化 学 化 工 与 生 物 工 程 学 院 ，上 海 ２０１６２０；２．西 安 电 力 高 等 专 科 学 校 ，西 安 ７１００００）
石墨粉；羧甲基壳聚糖（ＣＭＣ）、二甲 基 亚 砜、三 乙 胺，均 为 分析纯，国药集团化学试剂 有 限 公 司；乳 糖 酸 （ＬＡ）；碳 二 亚 胺 （ＥＤＣ）、Ｎ－羟基琥珀酰亚胺（ＮＨＳ）、异 硫 氰 酸 荧 光 素 （ＦＩＴＣ），
基 金 项 目 ：高 等 学 校 学 科 创 新 引 智 计 划 资 助 （Ｂ０７０２４） 作 者 简 介 ：潘 琪 霞 （１９９１－），女 ，硕 士 ，主 要 研 究 方 向 为 生 物 材 料 、药 物 缓 释 。 联 系 人：朱利民，教授。
摘 要 研究了一种含乳糖酸修饰的氧化石墨烯（ＧＯ）复合材料的制备以及其载药性能。这种 纳 米 载 体 可 用 于 药 物 的控制释放以及靶向传递。首先利用羧甲基壳聚糖（ＣＭＣ）、乳糖酸（ＬＡ）功能化修饰 ＧＯ，并连接异硫氰酸 荧 光 素（ＦＩＴＣ） 用于示踪，合 成 ＧＯ－ＣＭＣ－ＦＩ－ＬＡ，并 对 此 材 料 进 行 乙 酰 化，合 成 药 物 载 体 ＧＯ－ＣＭＣ－ＦＩ－ＬＡ－Ａｃ。 最 后 将 复 合 材 料 ＧＯ－ ＣＭＣ－ＦＩ－ＬＡ－Ａｃ负载抗肿瘤药物阿霉素（ＤＯＸ），合 成 载 药 复 合 物 ＧＯ－ＣＭＣ－ＦＩ－ＬＡ－Ａｃ－ＤＯＸ。 研 究 发 现 ＣＭＣ、ＦＩＴＣ 和 乳 糖酸被成功连接在 ＧＯ 的表面官能团上，且并不影响其原本 的 二 维 片 状 结 构 ，同 时 药 物 载 体 具 有 较 高 的 药 物 负 载 量 。 体 外药物释放实验结果表明 ＤＯＸ 的释放行为与 ｐＨ 值有关，相比于中碱性，ＤＯＸ 在 酸 性 条 件 下 的 释 放 率 更 大 ，可 更 好 的 用 于 治 疗 肿 瘤 细 胞 。 因 此 ，此 复 合 材 料 性 能 良 好 ，具 有 广 阔 的 应 用 前 景 ，值 得 进 一 步 的 研 究 。