一种囊壁含有功能化石墨烯的微胶囊及制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种生物医用材料，尤其是囊壁含有功能化石墨烯的微胶囊及制备方法。
【背景技术】
[0002]微胶囊是一种具有特定几何结构的微型容器或包装物，由于其结构的特殊性和性能的多变性，在农业、食品和生物医药等领域都有广泛的应用。制备微胶囊的材料多种多样，主要包括天然高分子材料、合成的高分子材料和无机化合物等。制备微胶囊的方法有很多，根据成囊机理，可以大致分为三类:物理法、物理化学法和化学法。近几年，出现了一些新的微胶囊化的技术，如表面接枝、模板聚合、层层自组装等。这些技术都是基于化学反应的微胶囊化方法，具有结构可控、性能可调、易于赋予各种特征功能等特点。但是这些方法操作过程比较繁琐、耗时长，并且很容易引入杂质等，这限制了它们的实际应用性。
[0003]超声福射制备微胶囊的方法是由美国的科学家Suslick等人在九十年代初发明的，他们利用高强度的超声辐射将气体或不溶于水的液体用蛋白质囊括，制备成蛋白质微胶囊。这种方法操作简单，高效快捷又绿色环保，并且得到的微胶囊具有良好的生物相容性，在药物技术等领域有着潜在的应用价值。
[0004]氧化石墨烯具有较大的比表面积，良好的生物相容性，是一种良好的药物载体。Xu等人将聚乙二醇修饰后的纳米氧化石墨烯用作水溶性抗肿瘤药物的载体。Bao等人用壳聚糖对氧化石墨烯进行修饰，装载P-DNA和抗肿瘤药物羟喜树碱，并研究出该给药系统能将ρ-DNA转运到肿瘤细胞内部，且对羟喜树碱具有明显的缓释作用。但目前还未见利用超声法制备功能化石墨烯微胶囊的报道。
【发明内容】
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[0005]本发明的目的之一是针对上述现有技术的不足，在于提供了一种囊壁含有功能化石墨烯的微胶囊；
[0006]本发明的另一目的是提供一种囊壁含有功能化石墨烯的微胶囊的制备方法。
[0007]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
[0008]本发明的原理:是用高强度超声波在油/水界面的催化作用，促使巯基化石墨烯表面的巯基发生交联，形成稳定的交联膜，并将载有疏水性药物的油相包覆，形成以巯基化石墨烯的交联膜为囊壁，装载有疏水性药物的油相为芯材的载药微胶囊。
[0009]—种囊壁含有功能化石墨烯的微胶囊，是通过对同时含有巯基和氨基的化合物或生物分子修饰后得到的巯基化石墨烯的水溶液和装载有疏水性药物的油相进行超声辐射，形成以巯基化石墨烯的交联膜为囊壁，以载有疏水性药物的油相为芯材的载药微胶囊，微胶囊的尺寸在0.2-30 μ m之间。
[0010]所述的同时含有巯基和氨基的化合物或生物分子是4-氨基-3-联氨-5-疏基-1，2，4-三氮杂茂、2-巯基-4-氨基-6-羟基嘧啶、6-巯基-2，4- 二氨基嘧啶、1_氨基_5_疏基蒽醌、2-氨基-6-轻基-8-疏基嘌呤、2-氨基-6-疏基嘌呤、3-氨基-5-疏基-1，2，4-三氮唑、2-氨基-5-巯基苯甲酸、2-巯基-4-氨基-7H-吡咯[2，3-d]嘧啶、3-氨基-4-巯基喹啉、4-氨基-3-巯基-4H-1，2，4-三唑、2-氨基-6-巯基-3H-嘧啶-4-酮、氨基-聚乙二醇-巯基、5-氨基-2-巯基-4-噻唑甲酰胺、2-氨基-3-巯基-3-甲基丁羧酸、2-氨基-3-巯基-1-丙醇、2-氨基-5-巯基-1，3，4-噻二唑、5-氨基-2-巯基噻唑、巯基十一胺及其盐酸盐、5-氨基-1-巯基戊烷及其盐酸盐、6-氨基-1-巯基己烷及其盐酸盐、半胱胺及其盐酸盐、半胱氨酸及其盐酸盐、高半胱氨酸或谷胱甘肽。
[0011 ] 所述的疏水性药物是紫杉醇、洛莫司汀、人参皂苷、喜树碱或水飞蓟素药物中的一种或多种。
[0012]所述的油相是生物医药用的各种动物油、植物油、微生物油脂、矿物油、硅油类或其他与水不相溶的无毒液态有机物。
[0013]—种囊壁含有功能化石墨烯的微胶囊的制备方法，包括以下步骤:
[0014]a、将5-20mg氧化石墨稀超声分散于二甲基甲酰胺中，并加入20-150mg的二异丙基碳二亚胺、二环己基碳二亚胺或含有20-150mgl- (3- 二甲氨基丙基)_3_乙基碳二亚胺盐酸盐的水溶液；
[0015]b、在N2保护下，加入10-50mg的同时含有巯基和氨基的化合物或生物分子；
[0016]c、无氧条件下搅拌反应2-24小时，3-5次离心洗涤，除去未反应的同时含有巯基和氨基的化合物或生物分子，得到巯基化石墨烯；
[0017]d、将制备的巯基化石墨烯均匀分散于去离子水中，用试管按一定的体积比量取巯基化石墨烯的水溶液和含有疏水性药物的油相，将其置于冰水浴中；
[0018]e、将超声探头置于油/水两相界面，在一定的超声功率下作用一段时间；
[0019]f、对反应液进行离心洗涤，得到以巯基化石墨烯的交联膜为囊壁，以疏水性药物的油相为芯材的载药微胶囊。
[0020]6、按照权利要求5所述的一种囊壁含有功能化石墨烯的微胶囊，其特征在于，所述的含有巯基化石墨烯的水溶液和含有疏水性药物的油相的体积比是1:1-20:1。
[0021]7、按照权利要求5所述的一种囊壁含有功能化石墨烯的微胶囊，其特征在于，所述的超声功率为20-1000W/cm2，超声时间为0.5_20min。
[0022]有益效果:本发明可以将功能化石墨烯均匀分布在微胶囊的囊壁上，最大限度的减少石墨稀与装载于囊芯中药物的接触，从而降低其对药效的影响；形成的石墨稀囊壁对药物起到包载和保护作用；利用二硫键的还原响应性可以有效的控制药物的释放；本发明的制备方法快速简便，高效环保，材料来源广泛，产物纯净无毒。
【具体实施方式】
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[0023]下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明:
[0024]实施例1
[0025]将5mg氧化石墨烯超声分散于二甲基甲酰胺中，并加入含有20mgl-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐的水溶液；在队保护下，加入10mg的4-氨基-3-联氨-5-疏基-1，2，4-三氮杂茂，无氧条件下搅拌反应2小时，3次离心洗涤，除去未反应的4-氨基-3-联氨-5-疏基-1，2，4-三氮杂茂，得到巯基化石墨烯；将制备的巯基化石墨烯均匀分散于去离子水中；用试管按体积比5:1量取含有巯基化石墨烯的水溶液和含有洛莫司汀的甲基硅油，将其置于冰水浴中；将超声探头置于油/水两相界面，在400W功率下，超声辐照5min ;对反应液进行离心洗涤，得到功能化石墨稀微胶囊。
[0026]实施例2
[0027]将10mg氧化石墨烯超声分散于二甲基甲酰胺中，并加入50mg的二异丙基碳二亚胺；在N2保护下，加入20mg的2-氨基-5-巯基-1，3，4-噻二唑，无氧条件下搅拌反应8小时，5次离心洗涤，除去未反应的2-氨基-5-巯基-1，3，4-噻二唑，得到巯基化石墨烯；将制备的巯基化石墨烯均匀分散于去离子水中；用试管按体积比1:1量取含有巯基化石墨烯的水溶液和含有洛莫司汀的葵花籽油，将其置于冰水浴中；将超声探头置于油/水两相界面，在300W功率下，超声福照18min ;对反应液进行离心洗涤，得到功能化石墨稀微胶囊。
[0028]实施例3
[0029]将5mg氧化石墨烯超声分散于二甲基甲酰胺中，并加入20mg的二环己基碳二亚胺；在队保护下，加入20mg的半胱胺，无氧条件下搅拌反应12小时，3次离心洗涤，除去未反应的半胱胺，得到巯基化石墨烯；将制备的巯基化石墨烯均匀分散于去离子水中；用试管按体积比10:1量取含有巯基化石墨烯的水溶液和含有紫杉醇的鱼油，将其置于冰水浴中；将超声探头置于油/水两相界面，在100W功率下，超声辐照20min ;对反应液进行离心洗涤，得到功能化石墨稀微胶囊。
[0030]实施例4
[0031]将20mg氧化石墨烯超声分散于二甲基甲酰胺中，并加入含有150mgl-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐的水溶液；在N2保护下，加入50mg的半胱氨酸，无氧条件下搅拌反应24小时，4次离心洗涤，除去未反应的半胱氨酸，得到巯基化石墨烯；将制备的巯基化石墨烯均匀分散于去离子水中；用试管按体积比15:1量取含有巯基化石墨烯的水溶液和含有水飞蓟素的花生油，将其置于冰水浴中；将超声探头置于油/水两相界面，在200W功率下，超声福照15min ;对反应液进行离心洗涤，得到功能化石墨稀微胶囊。
[0032]实施例5
[0033]将15mg氧化石墨烯超声分散于二甲基甲酰胺中，并加入120mg的二异丙基碳二亚胺；在N2保护下，加入40mg的高半胱氨酸；无氧条件下搅拌反应24小时，3次离心洗涤，除去未反应的高半胱氨酸，得到巯基化石墨烯