CN104324376A - 透明质酸偶联二硫化钼/碳纳米管复合载药光热剂的制备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种透明质酸偶联二硫化钼/碳纳米管复合载药光热剂的制备方法，包括：制备硫辛酸修饰的氨基化聚乙二醇；称取透明质酸、1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和N-羟基丁二酰亚胺溶于二甲基亚砜中，称取硫辛酸修饰的氨基化聚乙二醇溶于二甲基亚砜中；将硫辛酸修饰的氨基化聚乙二醇的溶液加入到上述混合溶液中，沉淀，得到透明质酸修饰的硫辛酸/氨基化聚乙二醇；将二硫化钼修饰的碳纳米管和透明质酸修饰的硫辛酸/氨基化聚乙二醇，混合，加入阿霉素水溶液，得到透明质酸偶联二硫化钼/碳纳米管复合载药光热剂。本发明可用于生物医学领域中肿瘤早期诊断和肿瘤的治疗研究。

Description

透明质酸偶联二硫化钼/碳纳米管复合载药光热剂的制备

技术领域

本发明公开了一种透明质酸偶联二硫化钼/碳纳米管复合载药光热剂的制备方法。更具体地涉及通过水热法制备出二硫化钼包裹的碳纳米管，经过表面修饰透明质酸后，负载广谱抗癌药，使其具有靶向性、化疗与光热治疗相结合的特点，可应用于生物医学领域特别是肿瘤早期诊断和治疗的研究。

背景技术

目前，由于肿瘤的发病率和死亡率逐年攀升，且呈现出低龄化的患病趋势，肿瘤已成为严重危害人类健康和生命的一类疾病。传统的肿瘤治疗手段主要有：外科手术、放疗、化疗和免疫疗法等，这些治疗手段仍然存在不少缺点，因此，开发出有效的肿瘤防治手段，提高肿瘤的治愈率，减轻患者的痛楚，延长患者的生命周期具有十分重要的意义。近年来，纳米技术、信息技术与生物技术已构成当今世界高新技术的三大支柱。其中，纳米技术是指在0.1～100nm尺度里，研究原子和分子内的运动规律和特性的一项崭新技术。现代纳米技术的快速发展及其与生命科学的不断交叉融合，纳米材料在肿瘤的诊断与治疗中具有无可比拟的优越性，为攻克肿瘤难关提供了新的契机。随着科技的进步，光热疗法、光动力学疗法和冷冻疗法等新兴治疗手段也在不断地被开发。

1991年，日本物理学家在使用高分辨投射电子显微镜检验石墨电弧设备中产生的球状碳分子时，首次发现了碳纳米管。之后碳纳米管因其具有比表面积大、机械强度高和传热性能好等许多特殊的物理和化学性能，成为纳米材料领域的研究热点。最新研究表明碳纳米管在近红外区有很强的近红外吸收，从而引起内部分子震动能有效促使周围环境的温度有效升高，利用这个特性，碳纳米管在肿瘤光热治疗方面逐渐成为新的热点。虽然碳纳米管在肿瘤热疗方面已取得了一些成果，但碳纳米管比金纳米粒等材料有相对较低的吸收系数且毒性较高。因此，为了克服这一限制，本发明首次制备一种以二硫化钼包裹的碳纳米管作为主体材料的光热剂，从而能进一步增加碳纳米管对近红外光的吸收效率，提高热疗效果。同时，鉴于碳纳米管具有独特的结构，可以通过表面修饰透明质酸来提高其对生物组织的生物相容性以及对肿瘤细胞的靶向性，并延长其在体内的循环时间，又由于碳纳米管所具有的中空结构，可以载上抗癌药，将其带入肿瘤患处，实现化疗与光热疗法相结合达到协同抗癌效果。

发明内容

本发明的目的是克服上述问题，提供一种以二硫化钼包裹的碳纳米管作为主体材料的光热剂的制备方法。

为了达到上述目的，本发明提供了一种透明质酸偶联二硫化钼/碳纳米管复合载药光热剂的制备方法，其特征在于，具体步骤包括：

步骤1：配制四硫代钼酸铵与碳纳米管的混合溶液，超声振荡10～30min，磁力搅拌10～30min；

步骤2：将步骤1配制的混合溶液加入到反应釜中，按照一定的升温速率，加热到一定温度，保持一定时间；

步骤3：将反应釜中的溶液冷却至室温后，离心收集固体，并用去离子水洗涤去除杂质，得到二硫化钼修饰的碳纳米管；

步骤4：称取重量比例为1∶5～15的硫辛酸与氨基甲酸叔丁酯-聚乙二醇-氨基，溶于二氯甲烷，搅拌均匀后加入N，N′-二环己基碳二亚胺与三乙胺，硫辛酸与N，N′-二环己基碳二亚胺的重量比为：1∶1～3，硫辛酸与三乙胺的比例为5mg∶1～10μL，室温搅拌12～36h，用氮气吹干，再加入三氟乙酸，硫辛酸与三氟乙酸的比例为5mg∶1～5mL，室温搅拌1～5h待三氟乙酸完全挥发后，将所得的固体溶于去离子水中，过滤除去不溶的杂质，所得滤液用碳酸氢钠调至碱性后，用二氯甲烷萃取，旋转蒸发去除有机溶剂，干燥制得硫辛酸修饰的氨基化聚乙二醇；

步骤5：称取透明质酸、1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和N-羟基丁二酰亚胺溶于二甲基亚砜中，室温搅拌1～3h；

步骤6：称取步骤4制备的硫辛酸修饰的氨基化聚乙二醇溶于二甲基亚砜中；

步骤7：将步骤6制备的硫辛酸修饰的氨基化聚乙二醇的溶液加入到步骤5制备的混合溶液中搅拌12～36h后，加入0～4℃的二***沉淀，收集沉淀，真空干燥，溶于去离子水中，过滤滤去不溶物质，得到透明质酸修饰的硫辛酸/氨基化聚乙二醇，0～-20℃保存备用；

步骤8：分别称取步骤3制备的二硫化钼修饰的碳纳米管和步骤7制备的透明质酸修饰的硫辛酸/氨基化聚乙二醇，超声振荡10～30min，搅拌10～24h，离心收集固体，洗涤，将所得的透明质酸修饰的复合碳纳米管配制成水溶液；

步骤9：配制浓度为5～30mg/mL的阿霉素水溶液，将步骤8得到的透明质酸修饰的复合碳纳米管的水溶液加入其中，在真空条件下，搅拌10～36h，离心分离，洗涤所得固体，得到透明质酸偶联二硫化钼/碳纳米管复合载药光热剂。

优选地，所述的步骤1中的四硫代钼酸铵与碳纳米管的质量比为1∶0.3～0.8，四硫代钼酸铵与碳纳米管的混合溶液的溶剂为去离子水。

优选地，所述的步骤2中的升温速率为5～15℃/min，加热温度为140～260℃，保持时间为4～16h。

优选地，所述的步骤5中的透明质酸、1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和N-羟基丁二酰亚胺的质量比为1∶0.2～0.6∶0.35～0.8。

优选地，所述的步骤6中的硫辛酸修饰的氨基化聚乙二醇与步骤5中所用的透明质酸的质量比为1∶0.3～0.6。

优选地，所述的步骤3制备的二硫化钼修饰的碳纳米管和步骤7制备的透明质酸修饰的硫辛酸/氨基化聚乙二醇的质量比1∶0.2～0.7。

本发明的复合载药光热剂是由二硫化钼和碳纳米管组成的复合纳米管作为主体，利用聚乙二醇连接的透明质酸对复合纳米管表面进行修饰，使其外表面修饰上透明质酸，再进行药物装载，得到载药复合光热剂。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明制备的透明质酸偶联二硫化铝/碳纳米管复合载药光热剂具有光热治疗和化疗相结合。并具有靶向性等特点，实现对肿瘤治疗手段的多样性；

(2)本发明制备的透明质酸偶联二硫化钼/碳纳米管复合载药光热剂，载药效率高，载药量大，针对性强，光热转换效率优异，能有望提高肿瘤的治疗效果；

(3)本发明制备的透明质酸偶联二硫化钼/碳纳米管复合载药光热剂具有生物相容性好，稳定性高，分散性好，体内循环时间长，灵敏性强等特点。

(4)本发明涉及的实验装置简易，运行可靠，制备周期快，效率高，有助于批量化生产；本发明制备的光热剂具有结构简单，载药量大、光热转换效率高、生物相容性好、分散稳定、肿瘤主动靶向性和癌细胞杀伤效果明显等优点。该透明质酸偶联二硫化钼/碳纳米管复合载药光热剂可应用于肿瘤的诊断治疗等生物医学领域。

附图说明

图1是实施例1所制备样品的透射电镜照片。图1a为修饰前碳纳米管的透射电镜照片，图1b图为透明质酸偶联二硫化钼/碳纳米管复合载药光热剂的透射电镜照片。图2是实施例1所制备的透明质酸偶联二硫化钼/碳纳米管复合载药光热剂的光热曲线。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1：

(1)称取0.1g四硫代钼酸铵与0.5g碳纳米管，分散在10mL水中，超声振荡20min，磁力搅拌20min，直至分散均一；

(2)步骤(1)配制的溶液加入到25mL的反应釜中，设定程序，升温速率为10℃/min，加热到180℃，保持8h；

(3)将反应釜中的溶液冷却至室温后，离心收集固体，并用大量的去离子水洗涤，反复操作，去除杂质，得到二硫化钼修饰的碳纳米管；

(4)称取5mg硫辛酸，50mg氨基甲酸叔丁酯-聚乙二醇-氨基，溶于2mL二氯甲烷中，搅拌均匀后加入10mg的N，N′-二环己基碳二亚胺与3μL的三乙胺，室温搅拌24h，用氮气吹干。再加入2mL三氟乙酸，室温搅拌2h待三氟乙酸完全挥发后将剩下的固体溶于8mL去离子水中，过滤除去不溶的杂质，所得滤液用碳酸氢钠调至pH 8.0后，二氯甲烷萃取三次，旋转蒸发去除有机溶剂，干燥制得硫辛酸修饰的氨基化聚乙二醇；

(5)称取20mg透明质酸、8.6mg 1-乙基-3-(3-二甲氨丙基)碳二亚胺盐酸盐和14mgN-羟基丁二酰亚胺溶于0.5mL二甲基亚砜中，室温搅拌2h；

(6)称取11.4mg步骤(4)制备的硫辛酸修饰的氨基化聚乙二醇，溶于0.5mL二甲基亚砜中；

(7)将步骤(6)制备硫辛酸修饰的氨基化聚乙二醇的溶液加入到步骤(5)制备的混合溶液中搅拌20h后，加入2mL4℃的二***沉淀，收集沉淀，真空干燥，溶于去离子水中，过滤滤去不溶物质，得到透明质酸修饰的硫辛酸/氨基化聚乙二醇，-4℃保存备用；(8)分别称取步骤(3)制备的二硫化钼修饰的碳纳米管2g和步骤(7)制备的透明质酸修饰的硫辛酸/氨基化聚乙二醇0.4g，混合，超声振荡20min，搅拌12h，离心收集固体，用去离子水洗涤，将所得的透明质酸修饰的复合碳纳米管配制成浓度为0.04g/mL的水溶液；

(9)配制浓度为10mg/mL的阿霉素水溶液10mL，将步骤(8)得到的透明质酸修饰的复合碳纳米管水溶液加入其中，在真空条件下，搅拌24h，离心分离，用去离子水洗涤所得固体，得到透明质酸偶联二硫化钼/碳纳米管复合载药光热剂。

如图1所示，图1是实施例1所制备样品的透射电镜照片。左图为修饰前碳纳米管的透射电镜照片，右图为透明质酸偶联二硫化钼/碳纳米管复合载药光热剂的透射电镜照片。如图2所示，图2是实施例1所制备的透明质酸偶联二硫化钼/碳纳米管复合载药光热剂的光热曲线。

Claims (6)

1.一种透明质酸偶联二硫化钼/碳纳米管复合载药光热剂的制备方法，其特征在于，具体步骤包括：

步骤1：配制四硫代钼酸铵与碳纳米管的混合溶液，超声振荡10～30min，磁力搅拌10～30min；

步骤2：将步骤1配制的混合溶液加入到反应釜中，按照一定的升温速率，加热到一定温度，保持一定时间；

步骤3：将反应釜中的溶液冷却至室温后，离心收集固体，并用去离子水洗涤去除杂质，得到二硫化钼修饰的碳纳米管；

步骤4：称取重量比例为1∶5～15的硫辛酸与氨基甲酸叔丁酯-聚乙二醇-氨基，溶于二氯甲烷，搅拌均匀后加入N，N′-二环己基碳二亚胺与三乙胺，硫辛酸与N，N′-二环己基碳二亚胺的重量比为：1∶1～3，硫辛酸与三乙胺的比例为5m_g∶1～10μL，室温搅拌12～36h，用氮气吹干，再加入三氟乙酸，硫辛酸与三氟乙酸的比例为5mg∶1～5mL，室温搅拌1～5h待三氟乙酸完全挥发后，将所得的固体溶于去离子水中，过滤除去不溶的杂质，所得滤液用碳酸氢钠调至碱性后，用二氯甲烷萃取，旋转蒸发去除有机溶剂，干燥制得硫辛酸修饰的氨基化聚乙二醇；

步骤5：称取透明质酸、1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和N-羟基丁二酰亚胺溶于二甲基亚砜中，室温搅拌1～3h；

步骤6：称取步骤4制备的硫辛酸修饰的氨基化聚乙二醇溶于二甲基亚砜中；

步骤7：将步骤6制备的硫辛酸修饰的氨基化聚乙二醇的溶液加入到步骤5制备的混合溶液中搅拌12～36h后，加入0～4℃的二***沉淀，收集沉淀，真空干燥，溶于去离子水中，过滤滤去不溶物质，得到透明质酸修饰的硫辛酸/氨基化聚乙二醇，0～-20℃保存备用；

步骤8：分别称取步骤3制备的二硫化钼修饰的碳纳米管和步骤7制备的透明质酸修饰的硫辛酸/氨基化聚乙二醇，混合，超声振荡10～30min，搅拌10～24h，离心收集固体，洗涤，将所得的透明质酸修饰的复合碳纳米管配制成水溶液；

步骤9：配制浓度为5～30mg/mL的阿霉素水溶液，将步骤8得到的透明质酸修饰的复合碳纳米管的水溶液加入其中，在真空条件下，搅拌10～36h，离心分离，洗涤所得固体，得到透明质酸偶联二硫化钼/碳纳米管复合载药光热剂。

2.如权利要求1所述的透明质酸偶联二硫化钼/碳纳米管复合载药光热剂的制备方法，其特征在于，所述的步骤1中的四硫代钼酸铵与碳纳米管的质量比为1∶0.3～0.8，四硫代钼酸铵与碳纳米管的混合溶液的溶剂为去离子水。

3.如权利要求1所述的透明质酸偶联二硫化钼/碳纳米管复合载药光热剂的制备方法，其特征在于，所述的步骤2中的升温速率为5～15℃/min，加热温度为140～260℃，保持时间为4～16h。

4.如权利要求1所述的透明质酸偶联二硫化钼/碳纳米管复合载药光热剂的制备方法，其特征在于，所述的步骤5中的透明质酸、1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和N-羟基丁二酰亚胺的质量比为1∶0.2～0.6∶0.35～0.8。

5.如权利要求1所述的透明质酸偶联二硫化钼/碳纳米管复合载药光热剂的制备方法，其特征在于，所述的步骤6中的硫辛酸修饰的氨基化聚乙二醇与步骤5中所用的透明质酸的质量比为1∶0.3～0.6。

6.如权利要求1所述的透明质酸偶联二硫化钼/碳纳米管复合载药光热剂的制备方法，其特征在于，所述的步骤3制备的二硫化钼修饰的碳纳米管和步骤7制备的透明质酸修饰的硫辛酸/氨基化聚乙二醇的质量比1∶0.2～0.7。