[发明专利]石墨烯量子点核靶向载药体系及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及生物医药技术领域，更具体地讲，涉及一种石墨烯量子点核靶向载药体系，以及该体系的制备方法和在抗癌药物方面的应用。

背景技术

纳米材料以其纳米级的结构特征和多样化的性能在提高药物的摄入、靶向性和疗效等方面都显示了前所未有的发展前景。多种多样的纳米材料，例如碳纳米管、纳米聚合物、纳米颗粒等在癌症治疗上的应用正在被广泛的开发研究。但是许多纳米载药只是提高了药物进入细胞的效率，而并没有改善药物进入细胞核的效率，特别是对耐药细胞的耐药性没有很有效的改善。所以纳米载药系统能否有效运送抗癌药物到细胞核仍然是亟待解决的难题。

为此，人们开发了许多提高药物的核靶向传递方法，例如改进纳米材料本身的物理化学性质，或者利用具有核靶向功能的化学或者生物小分子对纳米材料表面进行修饰，或者直接利用生物相容性良好的DNA制成纳米材料进行载药，这些方法的应用对抗癌药物在细胞核的靶向性以及抗耐药性方面都有所改善。例如用具有核靶向性的多肽TAT修饰纳米材料表面，可以较为明显地增强其进入细胞核的能力。但是这些化学以及生物分子的修饰不仅材料的制备复杂，而且可能会引起载药体系在细胞内的其它应激反应，大大限制了体系的应用。

近年来，石墨烯和氧化石墨烯以其单层的结构、独特的化学性质和良好的生物相容性，引起了生物医药领域的研究热潮。据文献报道，理论上氧化石墨烯有望提高药物在水溶液的溶解性、延长药物半衰期，缓释控药物等等。例如文献报道将氧化石墨烯表面用聚乙二醇（PEG）进行修饰，可以提高水溶性较差的抗癌药物在水中的溶解度；用叶酸修饰氧化石墨烯作为复合抗癌药物的载药体系后可以提高对有叶酸受体细胞的靶向性。但是大部分研究中氧化石墨烯的尺寸较大，而且都需要进行化学修饰，药物到细胞核的靶向性较差。

为了解决上述问题，我们发明了利用氧化石墨烯量子点载药物，该载药体系利用了量子点的尺寸较小且分布均匀，水溶液中分散性好，单原子层等特性，不需要经过任何化学修饰，就可实现将抗癌药物靶向运送到细胞核。该载药体系可以将抗癌药物运送到不同的癌细胞，在癌症治疗中具有极大的应用前景。

发明内容

本发明的第一个目的在于，针对大部分未经修饰的纳米载药体系中抗癌药物不能有效在药物发生作用的细胞核有效累积的问题，提供一种石墨烯量子点核靶向载药体系的制备方法。

本发明的第二个目的在于，提供一种石墨烯量子点核靶向载药体系。

本发明的第三个目的在于，提供石墨烯量子点水溶液在制备核靶向载药体系中的应用。

为实现以上第一个目的，本发明公开以下技术方案：一种石墨烯量子点核靶向载药体系的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将石墨烯量子点水溶液和抗癌药物水溶液灭菌，所述石墨烯量子点水溶液是以Hummers法合成的氧化石墨烯水溶液为起始物，利用Photo-Fenton反应，即以H₂O₂为氧化剂，Fe³⁺为催化剂，在紫外光辐射下制备而成，将产物在超纯水中透析，去除未反应H₂O₂和反应产生的小分子，得到纯净的石墨烯量子点水溶液；所述抗癌药物为具有多环平面结构的小分子抗癌药物；

（2）将石墨烯量子点水溶液与抗癌药物水溶液按质量浓度比为5:1——50:1的比例混合得到载药体系；

（3）将步骤（2）获得的载药体系与细胞共培育，用MTT法检测细胞毒性以及用荧光显微镜检测载入细胞的药物。

作为一个优选方案，步骤（1）所述灭菌是指用0.22μm的过滤膜过滤溶液。

作为一个优选方案，步骤（2）中所述石墨烯量子点水溶液与抗癌药物水溶液质量浓度比为15:1。

作为一个优选方案，所述抗癌药物是指多柔比星、柔红霉素、表阿霉素、米托蒽醌和喜树碱中的一种或几种。

作为一个优选方案，当抗癌药物是多柔比星时，步骤（2）中多柔比星水溶液的浓度为10 mM。

作为一个优选方案，步骤（2）中当多柔比星水溶液的浓度为10 mM时，石墨烯量子点水溶液的浓度为0.5mg/mL。

作为一个优选方案，步骤（2）中所述混合是指在室温下摇匀混合30 min。

作为一个优选方案，步骤（3）中所述细胞指指人胃癌细胞MGC-803和人乳腺癌细胞MCF-7中的一种或几种。

为实现以上第二个目的，本发明提供按照上述方法制备获得的石墨烯量子点核靶向载药体系。