[发明专利]一种阳离子化磁性碳纳米管的制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及医药，特别是一种阳离子化磁性碳纳米管的制备方法及应用。

背景技术

自1991年和1993年分别发现多壁碳纳米管(MWNTs)和单壁碳纳米管(SWNTs)以来，碳纳米管(CNTs)以其独特的电学、力学、光学和热力学性质引起了各学科的广泛关注。CNTs作为一种新型的非病毒基因药物载体，因其内在独特的物理学、化学和生物学性能，在复合材料、纳米电子学、场效应发射器及储氢等领域得到了广泛的研究。由于其较强的细胞穿透能力,CNTs可以有效携带蛋白、抗体、多肽、药物和核酸等生物活性物质进入细胞，从而成为人们广为关注的载体。

生物系统对700～1100nm范围的近红外光具有高度透过性，而CNTs在此范围内具有高吸收的特性，可以利用CNTs在此范围内的光热转换特性，将其作为热敏剂对肿瘤进行热疗。将CNTs肿瘤磁性靶向给药系统和热疗联合应用可以更有效的抑制肿瘤活性。但是CNTs表面高度疏水，不溶于水和大多数有机溶剂，限制了其在生物体系中的研究和应用。因此，迫切需要设计并合成出毒性小、生物相容性好的CNTs载体。

1,2-二油酰基-3-三甲基氨基丙烷（1,2-dioleoyl-trimethylammonium，DOTAP）是一种高效的阳离子脂质体，可运载质粒DNA、蛋白质、缩氨酸及低分子量的化合物，可在体内生物降解，其人体内的安全性、细胞毒性等研究已得到了普遍的认可。DOTAP包裹或吸附的治疗基因一般在24h内经历首次突发释放，其后进入缓慢释放的阶段长达一月之久，并保持所负载质粒的结构和功能的完整性，使质粒持久的释放和表达。并且DOTAP有较大的比表面积，可在其表面连接靶向分子或促进细胞转运的因子，从而实现基因治疗的主动靶向性，同时具有缓释作用和基因介导的双重功能，因其独特的优越性而备受重视。

随着近年来药物载体系统相关研究的突飞猛进，药物靶向技术已成为肿瘤治疗的主流。在众多的靶向药物系统中，磁场导向的磁性靶头表现出明显的优点：可以直接静脉注射用药，通过磁场在靶部位富集，减轻对人体的毒副作用，从而逐渐得到广泛的应用。磁性纳米粒子（magnetic nanoparticles,MNP)是一类智能型的纳米磁性材料，既具有纳米材料所特有的性质，又具有磁响应性和超顺磁性，可以在恒定磁场下聚集和定位到靶部位，或在交变磁场下吸收电磁波产热。组成磁性纳米粒的基本材料为磁性物质和基体材料。常用的磁性物质有：铁氧化物，如Fe₃O₄、Fe₂O₃等；单体，如Fe、Co、Ni等；合金，如铁镍合金、铁锅合金等；混合磁性材料等。目前是铁及其氧化物(Fe，Fe₃O₄，γ-Fe₂O₃)被研究的最多，其中粒径在l-100nm内的Fe₃O₄粒子以其生物安全性高、磁响应性高而被应用的最为广泛。

磁共振成像(MRI)是一种颇具潜力的诊断方法。它是以人体在核磁共振过程中所散发的电磁波以及与这些电磁波有关的参数,如质子密度、弛豫时间等作为成像参数进行成像。磁共振成像造影剂一定是磁性物质,能同氢核发生磁性的相互作用，主要通过影响自旋晶格弛豫时间T1、自旋-自旋弛豫时间T₂等来改变信号强度，进而提高MRI诊断的敏感性和特异性，增强信号对比度和提高软组织图像的分辨率，在早期肿瘤的诊断中具有很大的价值。功能化的磁性碳纳米管可作为磁共振成像造影剂，利用其磁性和水溶性，进入体内后能选择性分布，在靶器官富集并停留一段时间，使被观测的组织或器官的弛豫速率比其他部位(背景部位)有更大的改变，提高MRI诊断的敏感性和特异性，增强MRI的效果。但至今未见有阳离子化磁性碳纳米管的制备方法及应用的公开报导。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种阳离子化磁性碳纳米管的制备方法及应用，可有效解决阳离子化磁性碳纳米管的制备及其在肿瘤治疗中作为基因转运载体、热敏剂和磁共振造影剂中的应用。

本发明阳离子化磁性碳纳米管的制备方法是，在原始的碳纳米管经过纯化处理的基础上，首先经羧基化后，与三价铁盐反应，将碳纳米管表面负载上具有磁性的四氧化三铁，再包裹上阳离子脂质体，生成阳离子化磁性碳纳米管，该碳纳米管衍生物中，四氧化三铁和碳纳米管的质量含量比为1～10︰1，所述的碳纳米管为多壁碳纳米管或单壁碳纳米管，由以下步骤实现：