[发明专利]一种磁纳米颗粒-石墨烯复合材料的制备方法及其在抑制癌细胞转移上的应用与方法

说明书

一种磁纳米颗粒‑石墨烯复合材料的制备方法及其在抑制癌细胞转移上的应用与方法，采用石墨粉和羧基化壳聚糖共混球磨法制备羧基边缘功能化石墨烯，配合等离子改性既能减少甚至消除纳米材料在生物体内的不利团聚，又能增强石墨烯和生物细胞之间的有利相互作用，提高生物相容性，本发明利用羧基化石墨烯能自由出入细胞的特性，将磁纳米粒子引入脉络膜黑色素瘤细胞（OCM‑1）内部。在外加磁场作用下，有效控制OCM‑1细胞的生长，从而将肿瘤细胞聚集到特定的范围内，阻止其迁移。通过进一步在复合纳米材料上载入抗癌药物，利用磁纳米粒子的发光特性，通过磁共振成像有效诊断肿瘤属性及跟踪药物输送与治疗效果，集诊断、治疗、术后示踪于一体。

技术领域

本发明涉及石墨烯材料应用领域，具体涉及一种磁纳米颗粒-石墨烯复合材料的制备方法及其在抑制癌细胞转移上的应用与方法。

背景技术

磁纳米颗粒-石墨烯复合材料（MNP/G）是一种复合纳米材料，兼具磁纳米颗粒的独特磁学和光学性能，以及石墨烯纳米片的优异物化性能如超大比表面积、优异电学、热学和机械性能，目前已经被广泛的研究其在多个领域的应用，包括磁性能量存储，磁流体，催化，光电材料，表面增强拉曼散射，生物医学领域等多个方向。

当前MNP/G的制备方法主要包括化学沉积法、高温还原法、气相/液相界面反应法、化学气相沉积法等方法。但是，所有的方法均不可避免的使用到有毒化学品、高温等复杂实验条件，既不安全环保，又破坏材料的结构和生物相容性。本发明中，我们将使用由石墨粉和生物材料（如羧基化壳聚糖）制备得到的功能化墨烯，有效增强其生物相容性和可分散性。同时采用等离子技术对于所得到的石墨烯进行改性，在进一步提高石墨烯生物相容性的同时，在其表面引入更多的羧基，用于固定磁纳米颗粒。

等离子技术既能减少甚至消除纳米材料在生物体内的不利团聚，又能增强石墨烯和生物细胞之间的有利相互作用，提高其生物相容性。等离子处理同时也能使得纳米材料（如石墨烯）的结构在处理前后保持不变，因为大多数在溶液中的化学改性都会破坏纳米材料（如石墨烯）的结构。

基于前期研究中发现的肿瘤细胞对于石墨烯的靶向吞噬，及其磁纳米材料的超顺磁性的优势，本发明制备了具有良好的磁场响应的MNP/G复合材料。本发明所合成的MNP/G通过纳米富集效应在肿瘤附近聚集，进而被肿瘤细胞所吞噬。利用MNP/G良好的磁可控性，通过外加磁场将肿瘤细胞聚集控制在磁场周围，进而通过局部热疗杀死肿瘤细胞。磁纳米颗粒与石墨烯优异的热敏性能，能够实现在较低温度下彻底杀死肿瘤细胞。同时外加磁场的应用能够有效抑制肿瘤在全身的迁移，为解决肿瘤治疗中的重大难题提供行之有效的技术与方法。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明基于前期研究中发现的肿瘤细胞对于石墨烯的靶向吞噬，及其磁纳米材料的超顺磁性的优势，本发明制备了具有良好的磁场响应的MNP/G复合材料。本发明所合成的MNP/G通过纳米富集效应在肿瘤附近聚集，进而被肿瘤细胞所吞噬。利用MNP/G良好的磁可控性，通过外加磁场将肿瘤细胞聚集控制在磁场周围，进而通过局部热疗杀死肿瘤细胞。磁纳米颗粒与石墨烯优异的热敏性能，能够实现在较低温度下彻底杀死肿瘤细胞。同时外加磁场的应用能够有效抑制肿瘤在全身的迁移，为解决肿瘤治疗中的重大难题提供行之有效的技术与方法。

本发明采用如下技术方案：一种磁纳米颗粒-石墨烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将石墨粉和羧基化壳聚糖固体混合，在常温常压下，以400-600转/分的速度连续球磨5-8小时后，用去离子水将产物转移至瓶内，然后离心去除未反应完全的羧基化壳聚糖及石墨粉，即得羧基化壳聚糖修饰的石墨烯；

（2）将羧基化壳聚糖修饰的石墨烯在乙酸蒸汽氛围下经表面等离子处理在石墨烯表面引入羧基，再加入二价和三价铁盐及氢氧化钠溶液, 在80-95 ℃下通氮气除氧，通过共价键结合的方式，即得所述的磁纳米颗粒-石墨烯复合材料。