[发明专利]水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物的制备方法及其应用

说明书

技术领域

    本发明涉及化工领域，特别是一种水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物的制备方法及其应用。

背景技术

自2004年，英国曼彻斯特大学Giem AK和Novoselov KS制备出石墨烯（graphene）以来，这一新型材料以其优异的性能, 如较高的机械强度(>1060GPa),导热系数(～3000W·m^-1·K^-1), 电子迁移率(15000 cm²·V^-1·s^-1), 以及比表面积(2600m²·g^-1),引起了科学家的广泛关注。石墨烯是由单层碳原子组成的世界上最薄的二维纳米材料，被认为是富勒烯、碳纳米管(CNT)、石墨的基本结构单元。而氧化石墨烯（GO）是石墨烯的衍生物,它的结构与石墨烯大体相同,只是在一层碳原子构成的二维空间无限延伸的基面上连有羰基、羟基、羧基等大量的亲水性官能团,在生物环境中具有良好的分散性能、极高的载药量和一定的缓释特性且药效明显提高等特点,可克服单独使用药物时的易团聚和药效作用时间短等问题,在生物医药领域主要应用于载药体系、生物检测、生物成像、肿瘤治疗等方面。 

生物系统对700～1,1O0nm范围的近红外光具有高度透过性，而GO在此范围内具有高吸收的特性，可以利用GO在此范围内的光热转换特性对肿瘤进行激光热疗。将GO肿瘤靶向给药系统和激光热疗联合应用可以达到更加有效的抗肿瘤作用。

磁性纳米材料因其易于制备、无毒且具有超顺磁性和良好的生物相容性，已被广泛应用于信息存储、磁共振成像、药物载体、癌症的诊断与治疗以及生物样品的分离与提纯等方面，也因此被认为是最有前途的材料之一。作为生物磁性载体材料应具有粒径较小，毒性较低，磁性较好，造价低廉，物理化学性能稳定以及生物相容性良好等特性。功能化的磁性氧化石墨烯具有水溶性好，粒径小，物理化学性能优异且磁性能良好，而且表面接上的水溶性功能基团可以显著改善氧化石墨烯在动物体液中的生物相容性和流动性，有利于在外磁场作用下将药物直接输运至病灶，从而增强疗效、减少副作用，因此成为靶向载体材料研究的热点。功能化的磁性氧化石墨烯，利用其超顺磁性，通过外加梯度磁场检测物质所发射出的电磁波，可以绘制成物体内部的结构图像，对病灶能更好地进行定位定性，应用于磁共振成像领域。

发明内容

    针对上述情况，为解决现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物的制备方法及其应用，可有效解决现有技术疗效低，副作用大的问题。

其解决的技术方案是：一种水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物，是氧化石墨烯与三价铁盐反应，将氧化石墨烯（市场上已有售，如：南京吉仓纳米科技有限公司）表面负载上具有磁性的四氧化三铁后，再连接上亲水基团，最终得到水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物，该氧化石墨烯衍生物中，四氧化三铁和氧化石墨烯的质量比为1-11:1；所述的氧化石墨烯为纳米级氧化石墨烯。

水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物的制备方法，包括以下步骤：

1）将氧化石墨烯45-55mg充分溶解于18-22ml体积比为1:19的乙二醇和二缩醇组成的混合溶剂中，加入醋酸钠1.35-1.65g，三价铁盐0.48-0.60g，超声溶解后移至反应釜中，200℃反应10h，反应后的产物每次用20-25ml的无水乙醇，洗涤3-4次，再每次用25-30ml的超纯水，洗涤4-5次，之后，20-60℃抽真空干燥24-56h，得到四氧化三铁负载的氧化石墨烯；所述三价铁盐为氯化铁、溴化铁、碘酸铁、高氯酸铁、次氯酸铁、硝酸铁、硫酸铁、硫化铁、磷酸铁、磷酸一氢铁、磷酸二氢铁、碳酸铁、醋酸铁、硅酸铁、高锰酸铁中的一种；

2）将上述四氧化三铁负载的氧化石墨烯45-55mg，水溶性物质 180-220mg，1-乙基-（3-二甲基氨基丙基）碳二亚胺盐酸盐170-190mg，N-羟基琥珀酰亚胺100-120mg超声分散于45-55ml磷酸盐缓冲液中，室温18-25℃反应24h，反应结束后，加入50-100ml无水乙醇使其沉淀，抽滤，然后每次用20-25ml的无水乙醇，洗涤8-10次，20-60℃抽真空干燥24-56h，得到水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物；所述水溶性物质为氨基聚乙二醇2000、氨基聚乙二醇4000、氨基聚乙二醇6000、氨基聚乙二醇8000、聚乙烯亚胺、聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、氨基透明质酸、氨基酸、核酸、氨基淀粉类、氨基纤维素中的一种。