[发明专利]叶酸及壳聚糖修饰的多壁碳纳米管复合材料的制备

说明书

技术领域：

本发明属纳米材料科学领域，涉及肿瘤靶向治疗的新型载药材料。具体涉及一种具有靶向性且生物相容性良好的新载体——叶酸及壳聚糖修饰的多壁碳纳米管复合材料的制备。

背景技术：

碳纳米管(CNTs)是由碳原子构成的石墨片卷成的中空圆柱体。碳纳米管具有管状结构，因而在生物环境中比球形粒子和片状粒子更适合作为药物载体。首先，碳纳米管具有良好的柔性，能够通过弯曲作用增大与细胞的接触面积；其次，能够通过主动内吞作用和被动扩散的途径顺利跨膜进入细胞内；最后，碳纳米管表面与药物分子之间存在着较强的π-π相互作用以及静电作用，能够高效负载药物。其管状结构具有很强的吸附能力，其内部可以容纳生物活性分子及药物，且在药物递送过程中还能够保持其活性。因此，近年来碳纳米管被广泛用于药物载体的研究。然而其溶解性和生物相容性一直限制着其在生物医学领域的应用，因此对碳纳米管的改性研究成为关键。

叶酸受体(FR)是一种跨糖蛋白，它可以通过介导细胞内吞作用将叶酸(FA)或FA-偶联物由细胞外转运到细胞内发挥作用。叶酸受体在许多癌细胞过度表达，而在正常的器官中很少表达，甚至不表达。通过给药系统的叶酸与肿瘤细胞表面高表达的FR的特异性结合，来实现叶酸结合物的靶向传递，从而减少药物治疗癌症时对正常细胞的损害。叶酸与叶酸受体具有高亲和力，低免疫原性，易于改造，小尺寸，存储稳定性，与各种有机和水性溶剂的兼容性，成本低，容易获得等优点，故其在靶向给药系统中有越来越多的应用。壳聚糖(CHI)是甲壳素的脱乙酰基产物，具有良好的生物相容性和生物可降解性，有抗菌消炎、促进伤口愈合、抗酸抗溃疡及直接抑制肿瘤细胞的作用，并且便于表面修饰，与现有的抗癌药合用可增强其抗癌效果。

本发明中的叶酸及壳聚糖修饰的多壁碳纳米管与传统载药材料相比制备方法简单、载药量大、靶向性好、生物相容性高。

发明内容：

本发明的目的为制备一种靶向性高、生物相容性好、载药量大的药物载体。具体涉及叶酸及壳聚糖修饰的多壁碳纳米管复合载药材料的制备。

本发明中所述的叶酸及壳聚糖修饰的多壁碳纳米管的具体合成方法如下：

1)将碳纳米管加入到一定体积的浓硝酸中，充分超声后在一定的温度下加热回流，得到产物A。

2)将叶酸溶于一定量的无水二甲亚砜(DMSO)，搅拌下分别加入缩合剂二环己基碳二亚胺(DCC)、N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)和一定量的三乙胺，，在一定温度下氮气保护避光反应过夜，得到溶液B。

3)称取一定量的壳聚糖，溶于醋酸-醋酸钠缓冲溶液中，缓慢滴加溶液B，滴毕，加入一定量的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺(EDC)，一定温度下避光反应过夜，得到产物C。

4)准确称取已干燥的产物A溶于一定量的蒸馏水中，充分超声使其分散均匀。将一定量的产物C溶于一定量的DMSO溶液中。将产物C的DMSO溶液缓慢滴加到A的水溶液中。再加入一定量的EDC，搅拌一定时间。反应结束后离心取下层固体。将固体用乙醇洗涤三遍后置于红外灯下干燥过夜，得到叶酸及壳聚糖修饰的多壁碳纳米管复合材料(FA-CHI-MWCNT)。

在步骤1)中，加入的浓硝酸体积为50～100ml，超声时间为30min，加热回流10～20h。

在步骤2)中，无水DMSO的体积为20～40ml，温度为45℃.反应时间为24h。

在步骤3)中，醋酸-醋酸钠缓冲溶液的体积为30ml，加入EDC的量为0.1～0.2g。温度为45℃。

在步骤4)中，产物A的量为20～40mg，蒸馏水为10～30ml，产物C为300～500mg，EDC为100～200mg。反应时间为20～30h。

本发明中的FA-CHI-MWCNT经透射电镜(TEM)检测，其内径约为26nm左右，与酸化后的MWCNT(内径6nm)相比，内径明显增加，且表面光滑、管口清晰。

本发明中，FA-CHI-MWCNT复合纳米材料与传统的载药材料相比有许多优点：

1)碳纳米管具有独特空腔结构，形貌均一，表面便于结构修饰，药物装载方便，可通过物理包封装载不同类型的抗肿瘤药物，载药量大。

2)叶酸分子可与叶酸受体结合，从而特异性地结合肿瘤组织细胞，具有良好的叶酸受体靶向性，减小对正常细胞的伤害，增加用药安全性及有效性。

3)壳聚糖分子具有良好的生物降解性和生物相容性，能使药物充分发挥药效，保证血药浓度维持恒定，且无毒副作用。

附图说明：