[发明专利]一种叶酸修饰稀土改性碳纳米管的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于抗癌药物的改性碳纳米管，尤其是涉及一种叶酸修饰稀土改性碳纳米管的制备方法。

背景技术

碳纳米管应用在生物医学特别是在药物载体上的研究逐渐成为新热点。碳纳米管具有独特的一维结构，具有独特的物理化学、电学以及光学等性质，其外表面除了可以非共价力吸附各种分子，还可以键合多种化学基团以实现增溶及靶向，其内部空间则可以包埋离子以及小分子，并且能以最小的毒性穿越细胞膜，碳纳米管在生物医学，包括药物传递、分子影像、基因治疗等方面具有较好的应用前景。

但是，碳纳米管径向具有纳米级尺寸和较高的表面能，在通常情况下易呈团聚状态，分散性差；不溶于绝大部分溶剂，湿润性能差。为了增强碳纳米管的分散性，必须对碳纳米管表面进行修饰与改性。利用碳纳米管本身的缺陷，通过一定的方法使其缺陷处氧化，形成具有一定功能的官能团，如羟基、羧基等。

此外，目前大部分研究集中在将碳纳米管作为一种有效的肿瘤细胞载体来传送造影剂、药物以及具生物活性的分子，同时碳纳米管能吸收特殊的激光以及射线进而转化成热量来破坏肿瘤细胞。但是，对于碳纳米管特异性的针对肿瘤细胞的诊断与治疗，还需要提高碳管的靶向作用。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种无毒、增敏性能优异、具有良好分散性、生物相容性及靶向性的叶酸修饰稀土改性碳纳米管的制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种叶酸修饰稀土改性碳纳米管的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)先将功能化处理后的碳纳米管在室温下浸入稀土改性剂中浸泡2～4小时，超声波分散1～3小时，过滤后烘干；

(2)用二氯亚砜处理步骤(1)所得稀土改性碳纳米管，使稀土改性碳纳米管上的官能团羧基转换为酰氯，得到的酰氯化碳纳米管通过酯化反应接枝在聚合物聚乙二醇上；

(3)采用叶酸对上述步骤(2)所得产物进行修饰处理，使其具有生物相容性。

步骤(1)所述的碳纳米管的功能化处理为：将碳纳米管研磨成碳纳米管粉末，然后与硝酸溶液混合，再置于超声振荡器中振荡；所述的碳纳米管粉末与硝酸溶液的质量体积比为20mg/ml。

所述的硝酸溶液的浓度为3.0mol/L。

步骤(1)所述的碳纳米管与稀土改性剂的质量体积比为2mg/mL。

步骤(1)所述的稀土改性剂的组分重量百分比为：稀土化合物1～2％，乙醇95.5～96.5％，乙二胺四乙酸0.2％，氯化铵0.8％，硝酸0.5％，尿素1％。

所述的稀土化合物为氯化镧、氯化铈、氧化镧或氧化铈中的一种。

步骤(1)所述的碳纳米管包括单壁、双壁或多壁碳纳米管。

步骤(2)所述的二氯亚砜处理为：将稀土改性碳纳米管与二氯亚砜混合后加热回流24h，将反应液冷至室温，用旋转蒸发仪旋蒸出过量的SOCl₂，其中稀土改性碳纳米管与二氯亚砜的质量体积比为1g/200ml。

步骤(2)所述的酯化反应为：将酰氯化碳纳米管加入无水N，N-二甲基甲酰胺中，超声分散均匀后，加入经过干燥处理的二氨基聚乙二醇，超声分散10min，混合均匀，然后在110～130℃下加热搅拌回流24h，混合物冷至室温，用旋转蒸发仪旋蒸出无水N，N-甲基甲酰胺溶剂；其中酰氯化碳纳米管与二氨基聚乙二醇的质量比为1∶10；酰氯化碳纳米管与无水N，N-二甲基甲酰胺的质量体积比为1g/100ml。

步骤(3)所述的叶酸的修饰处理为：将接枝了聚乙二醇的碳纳米管与N，N′-二环已基碳酰亚胺、4-二甲氨基吡啶加入二甲基亚砜溶解，搅拌均匀，加入叶酸，使叶酸与二氨基聚乙二醇的投料比大于2∶1，摇匀使之溶解，于40℃反应48～72h；

所述的接枝了聚乙二醇的碳纳米管与N，N′-二环己基碳酰亚胺、4-二甲氨基吡啶的质量摩尔比为：20g∶1mmol∶1mmol；所述的接枝了聚乙二醇的碳纳米管与二甲基亚砜的质量体积比为2g/5ml。

与现有技术相比，本发明工艺简单，对碳纳米管进行功能化处理及稀土改性，并利用酯化反应接枝在聚合物聚乙二醇上，采用叶酸对其进行修饰，使其具有生物相容性。制备一种无毒、增敏性能优异、具有良好分散性、生物相容性及靶向性的叶酸修饰稀土改性碳纳米管，作为理想的放射增敏剂。

附图说明

图1为单根功能化处理的碳纳米管经稀土改性后的透射电镜(TEM)图；