[发明专利]具有选择性肿瘤细胞毒性石墨烯复合物及其制备方法

说明书

本发明涉及一种具有选择性肿瘤细胞毒性石墨烯复合物及其制备方法，包括以下步骤：氧化石墨烯与PAMAM发生酰胺化反应，得到PAMAM功能化氧化石墨烯复合物，其中氧化石墨烯的表面带有羧基；PAMAM功能化氧化石墨烯复合物与叶酸发生酰胺化反应，其中PAMAM功能化氧化石墨烯复合物提供酰胺化反应的氨基，叶酸提供酰胺化反应的羧基，制得具有选择性肿瘤细胞毒性石墨烯复合物。该制备方法条件温和，操作简单。叶酸上的氨基作为肿瘤细胞表面叶酸受体的识别位点与肿瘤细胞表面叶酸受体特异性结合，使其对肿瘤细胞的选择性毒性，而对正常细胞的生物相容性好。由于PAMAM结构的存在，使得具有选择性肿瘤细胞毒性石墨烯复合物进入肿瘤细胞更高效，进而使其具有较强的细胞毒性。

技术领域

本发明涉及生物材料制备领域，特别是涉及一种具有选择性肿瘤细胞毒性石墨烯复合物及其制备方法。

背景技术

石墨烯作为一种典型的碳纳米材料，具有优异的物理和化学性质，如超大比表面积、优异的导电导热性能等，使其在生物、医药等领域具有很好的应用前景。然而石墨烯是由碳原子以sp2杂化形成蜂巢晶格的平面薄膜，它几乎不溶任何溶剂，在溶液中极易团聚，这些问题很大程度上限制了其实际应用。

为了拓展石墨烯在生物、医药等领域的应用，必须改善其在水相介质中的分散性和稳定性。通常的方法是对其进行表面功能化修饰，引入新的官能团赋予其新的特性。氧化石墨烯是石墨烯的氧化物，经氧化后，石墨烯表面含氧官能团(如羧基、碳基等)增多而使其性质较石墨烯更加活泼，能与多种分子以共价或非共价方式结合，通过与各种含氧官能团的反应而改善本身性质。

已有研究表明，石墨烯及其衍生材料可对生物分子(如DNA和蛋白质等)产生损伤作用；另外，对哺乳动物细胞而言，石墨烯类材料可通过嵌入细胞膜、与细胞膜发生疏水性作用等方式导致细胞膜损伤，从而产生细胞毒性。已有大量文献研究如何通过表面修饰降低石墨烯及其衍生材料的细胞毒性、提高其生物兼容性。但有关表面修饰如何影响石墨烯及其衍生物细胞毒性的问题并没有完全理解清楚，有待进一步的研究。更为重要的是，已有文献报道，利用石墨烯类材料对细菌的抑制特性，可将石墨烯及其衍生物用于抗菌生物材料，如制作抗菌型band-aid(创可贴)；但对于如何利用石墨烯及其衍生物的细胞毒性则还未见相关报道。

发明内容

基于此，有必要提供一种对正常细胞生物相容性好、对肿瘤细胞毒性强的具有选择性肿瘤细胞毒性石墨烯复合物及其制备方法。

实现上述发明目的的具体技术方案如下：

一种具有选择性肿瘤细胞毒性石墨烯复合物的制备方法，包括以下步骤：

(1)氧化石墨烯与PAMAM发生酰胺化反应，得到PAMAM功能化氧化石墨烯复合物，其中所述氧化石墨烯的表面带有羧基；

(2)所述PAMAM功能化氧化石墨烯复合物与所述叶酸发生酰胺化反应，其中所述PAMAM功能化氧化石墨烯复合物提供酰胺化反应的氨基，所述叶酸提供酰胺化反应的羧基，制得所述具有选择性肿瘤细胞毒性石墨烯复合物。

石墨烯类材料可通过嵌入哺乳动物细胞的细胞膜、与细胞膜发生疏水性作用、破坏细胞膜磷脂双分子层等方式导致细胞膜损伤，从而产生细胞毒性。然而石墨烯类材料对细胞的毒性不具有明显选择性，其对正常细胞和癌细胞均可造成损伤。而石墨烯较稳定，因此采用性质较活泼的氧化石墨烯(GO)，氧化石墨烯上的羧基等含氧官能团可与其他官能团发生反应。

PAMAM为聚酰胺-胺型树枝状高分子，其端部含有较多的氨基，因此带正电。而生物细胞膜带负电，通过静电吸引能使其更好的进入细胞，因此将石墨烯类材料与PAMAM结合，有利于石墨烯类材料细胞发生相互作用或进入细胞。此外石墨烯类材料的比表面积大，因此石墨烯类材料与PAMAM结合后，进而使较多的PAMAM修饰在石墨烯类材料表面，从而使PAMAM功能化石墨烯类材料与细胞结合能力更强，有可能提高石墨烯类材料进入细胞的效率。