专利名称：水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物的制备方法及其应用的制作方法
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.πΓ1.Γ1),电子迁移率(15000 cm2.Γ1.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，IOOnm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°C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°C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°C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°C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。水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物作为热敏剂在肿瘤治疗中的应用分为体外和体内两部分:
I)将制得的水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物溶于水中制成溶液，加入到癌细胞A中进行培养，给药后3h后用光源B光照，光照l-5min，继续培养24小时，测定癌细胞A的存活率。2)将制得的 水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物溶于水中制成溶液，静脉注射到荷瘤小鼠C体内，给药后3h后用光源D光照，光照时间为l-5min，测量荷瘤小鼠C的肿瘤体积大小。上述步骤I中的癌细胞A为:器官表面或者内部出现的各种实体瘤，肺癌，鼻咽癌，食道癌，胃癌，肝癌，大肠癌，乳腺癌，卵巢癌，膀胱癌，白血病，胰腺癌，宫颈癌，喉癌，甲状腺癌，舌癌，脑瘤(颅内肿瘤)，小肠肿瘤，胆囊癌，胆管癌，肾癌，前列腺癌，阴茎癌，睾丸肿瘤，子宫内膜癌，绒毛膜癌，阴道恶性肿瘤，外阴恶性肿瘤，霍奇金病，非霍奇金淋巴瘤，皮肤癌，恶性黑色素瘤中的一种。上述步骤I中的光源B为:780-1100nm波长的宽波长光源或者激光中的一种。优选808nm激光。上述步骤2中的荷瘤小鼠C为:器官表面或者内部出现的各种实体瘤，肺癌，鼻咽癌，食道癌，胃癌，肝癌，大肠癌，乳腺癌，卵巢癌，膀胱癌，白血病，胰腺癌，宫颈癌，喉癌，甲状腺癌，舌癌，脑瘤(颅内肿瘤)，小肠肿瘤，胆囊癌，胆管癌，肾癌，前列腺癌，阴茎癌，睾丸肿瘤，子宫内膜癌，绒毛膜癌，阴道恶性肿瘤，外阴恶性肿瘤，霍奇金病，非霍奇金淋巴瘤，皮肤癌，恶性黑色素瘤中的一种。上述步骤2中的光源D为:780-1100nm波长的宽波长光源或者激光中的一种。优选808nm激光。本发明的水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物作为热敏剂来进行热敏治疗体内深度肿瘤时，808nm激光能够深度穿透生物体，可以用于治疗生物肿瘤。本发明的水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物作为热敏剂可以制成任意的药物制剂剂型，比如:注射剂、注射用无菌粉针、分散剂、贴剂、凝胶剂、植入剂等。本发明的氧化石墨烯衍生物可以加入各种制剂的添加剂，比如:生理盐水、葡萄糖、缓冲溶液和防腐剂等以便于制备成需要的剂型。给药方式可以为:静脉注射、肌肉注射、瘤内注射和皮下注射、透皮给药、体内植入方式等。水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物作为药物转运载体在肿瘤治疗中的应用，分为以下几个步骤:
I)将制得的水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物和抗肿瘤药物A通过方式B进行结合。2)将装载药物的水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物进行抗肿瘤细胞C和抑制体内肿瘤D的评价。上述步骤I中的抗肿瘤药物A为:难溶性抗肿瘤药物、水溶性药物和核酸药物，比如:多西紫杉醇、紫杉醇、阿霉素、顺钼、卡钼、柔红霉素、寡义反核苷酸、小干扰RNA和酶类药物中的一种或几种。上述步骤I中的方式B为:超声、搅拌、探超和旋转蒸发中的一种或几种。上述步骤2中的肿瘤细胞C为:器官表面或者内部出现的各种实体瘤，肺癌，鼻咽癌，食道癌，胃癌，肝癌，大肠癌，乳腺癌，卵巢癌，膀胱癌，白血病，胰腺癌，宫颈癌，喉癌，甲状腺癌，舌癌，脑瘤(颅内肿瘤)，小肠肿瘤，胆囊癌，胆管癌，肾癌，前列腺癌，阴茎癌，睾丸肿瘤，子宫内膜癌，绒毛膜癌，阴道恶性肿瘤，外阴恶性肿瘤，霍奇金病，非霍奇金淋巴瘤，皮肤癌，恶性黑色素瘤中的一种。上述步骤2中的肿瘤D为:器官表面或者内部出现的各种实体瘤，肺癌，鼻咽癌，食道癌，胃癌，肝癌，大肠癌，乳`腺癌，卵巢癌，膀胱癌，白血病，胰腺癌，宫颈癌，喉癌，甲状腺癌，舌癌，脑瘤(颅内肿瘤)，小肠肿瘤，胆囊癌，胆管癌，肾癌，前列腺癌，阴茎癌，睾丸肿瘤，子宫内膜癌，绒毛膜癌，阴道恶性肿瘤，外阴恶性肿瘤，霍奇金病，非霍奇金淋巴瘤，皮肤癌，恶性黑色素瘤中的一种。在外加磁场的作用下，本发明的水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物作为药物转运载体，可以靶向性地聚集于肿瘤区域，与正常组织相比，它可以长期的高浓度的保留在肿瘤区域中，这样当采用适当的手段使用光源进行照射时能够在肿瘤组织中产生更多的活性氧，并且可以使其装载的药物在肿瘤部位浓度提高，产生更好的疗效，而且对正常组织无损伤。本发明的水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物作为药物转运载体可以制成任意的药物制剂剂型，比如:注射剂、注射用无菌粉针、分散剂、贴剂、凝胶剂、植入剂等。本发明的水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物可以加入各种制剂的添加剂，比如:生理盐水、葡萄糖、缓冲溶液和防腐剂等以便于制备成需要的剂型。给药方式可以为:静脉注射、肌肉注射、瘤内注射和皮下注射等。水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物作为磁共振成像造影剂在肿瘤治疗中的应用分为体外和体内两个部分:
1)将制得的水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物溶于水中制成溶液，进行磁共振成像；
2)将制得的水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物溶于水中制成溶液，静脉注射到荷瘤小鼠A体内，进行磁共振成像。上述步骤2中的荷瘤小鼠A为:器官表面或者内部出现的各种实体瘤，肺癌，鼻咽癌，食道癌，胃癌，肝癌，大肠癌，乳腺癌，卵巢癌，膀胱癌，白血病，胰腺癌，宫颈癌，喉癌，甲状腺癌，舌癌，脑瘤(颅内肿瘤)，小肠肿瘤，胆囊癌，胆管癌，肾癌，前列腺癌，阴茎癌，睾丸肿瘤，子宫内膜癌，绒毛膜癌，阴道恶性肿瘤，外阴恶性肿瘤，霍奇金病，非霍奇金淋巴瘤，皮肤癌，恶性黑色素瘤中的一种。
具体实施例方式以下结合实施例 对本发明的具体实施方式
作详细说明。实施例1
1)将氧化石墨烯50mg充分溶解于20ml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1.5g，三氯化铁0.54g，超声溶解后移至反应釜中，2000C反应10h，反应后的产物每次用20ml的无水乙醇，洗涤3次，再每次用25ml的超纯水，洗涤5次，之后，60°C抽真空干燥24h，得到四氧化三铁负载的氧化石墨烯85mg ；
2)取上述四氧化三铁负载的氧化石墨烯50mg，聚乙酰亚胺200mg，1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐180mg,N-轻基琥拍酰亚胺IlOmg,超声分散于50ml磷酸盐缓冲液中，室温18-25°C反应24h，反应结束后，加入60ml无水乙醇使其沉淀，抽滤，然后每次用20ml的无水乙醇，洗涤10次，60°C抽真空干燥24h，得到水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物 35mg。实施例2
1)将氧化石墨烯54mg充分溶解于21ml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1.6g，三氯化铁0.58g，超声溶解后移至反应釜中，200°C反应10h，产物每次用23ml的无水乙醇，洗涤4次，再每次用28ml的超纯水，洗涤5次，之后，55°C抽真空干燥24h,得到四氧化三铁负载的氧化石墨烯88mg ；
2)将上述四氧化三铁负载的氧化石墨烯54mg，氨基聚乙二醇2000218mg，1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐190mg, N-轻基琥拍酰亚胺118mg,超声充分分散于53ml磷酸盐缓冲液中，室温18-25°C反应24h,反应结束后,加入80ml无水乙醇使其沉淀，抽滤，然后每次用20ml的无水乙醇，洗涤10次，50°C抽真空干燥48h，得到水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物40mg。实施例3
1)将氧化石墨烯45mg充分溶解于18ml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1.35g，三氯化铁0.48g，超声溶解后移至反应釜中，2000C反应10h，产物每次用20ml的无水乙醇，洗涤3次，再每次用30ml的超纯水，洗涤4次，之后，55°C抽真空干燥36h,得到四氧化三铁负载的氧化石墨烯80mg ；
2)将上述四氧化三铁负载的氧化石墨烯52mg，氨基葡萄糖210mg，1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐185mg, N-轻基琥拍酰亚胺112mg,超声充分分散于52ml磷酸盐缓冲液中，室温18-25°C反应24h，反应结束后，加入60ml无水乙醇使其沉淀,抽滤,然后每次用25ml的无水乙醇，洗涤8次，60°C抽真空干燥24h，得到水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物36mg。
相关试验资料如下:
一、本发明在具体实施中，使用光照射水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物对肿瘤细胞生长的抑制活性的测定:
通过光照射水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物在体外抗肿瘤活性:将PC3前列腺癌细胞(由上海细胞库提供)用作待考察的癌细胞。将PC3细胞培养在含胎牛血清(FBS) 10%，青链霉素混合液1%的RPMI1640培养基中，培养箱条件为37°C、5% CO2，每2 3天传代一次。收集对数期细胞，调整细胞悬液浓度，96孔板每孔加入200 μ 1，铺板使待测细胞调密度至6 X IO3个/孔，(边缘孔用无菌PBS填充)。置于5% CO2, 37 °C孵育24 h，至细胞单层铺满孔底(96孔平底板)，加入浓度梯度(12.5、25、50、100μ g/ml)的实例I中的水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物，设置复孔为4 6个。光照组放置在808nm近红外光2W中2min，保持光照过程中温度在37°C，光照结束后用铝箔包裹细胞板置于CO2培养箱中孵育24 h，对于不光照组而言，则直接用铝箔包裹细胞板置于CO2培养箱中孵育24 h，终止培养，吸出含药培养基，每孔用150 μ I PBS洗2遍，加入预冷的10% TCA 200 yl，4°C放置I h。倒掉固定液，每孔用去离子水洗5遍，甩干，空气干燥。每孔加入100 μ I的SRB溶液，静置放置10min，未与蛋白结合的SRB用1%醋酸洗5遍，空气干燥。结合的SRB用150 μ I 10 mmol/L非缓冲Tris碱溶解。在808 nm处测定每孔的OD值。存活率的计算公式:存活率=实验组OD值/对照组OD值，其中实验组和对照组均为扣除空白对照组后的值。已经证实当用光照射2min，本发明水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物的加入直接影响了 PC3细胞的增殖。二、光照射时，本发明水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物的体内抗肿瘤活性测定:
取小鼠S180腹水瘤细胞，用注射用生理盐水以3:1比例稀释后，每只小鼠于腹腔注射0.3 ml，小鼠喂养7 天后，抽取小鼠S180腹水瘤细胞，计数后以注射用生理盐水稀释成浓度为2X IO6个/ml的细胞悬液，皮下接种与小鼠右前肢上部。小鼠接种肿瘤7 d后，取其中24只肿瘤体积彡100 mm3昆明小鼠，随机分为4组，每组6只。具体分组如下:
(I)对照组(NS组):生理盐水；(2)生理盐水激光组；(3)水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物组；(4)水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物激光组。4组均采用静脉给药的方式，其中光照组使用的光源为808nm近红外光源，功率为2W，给药3h后激光照射肿瘤部位，一次照射时间为2min。每2 d给药一次，每次注射生理盐水或者2mg/ml的水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物100 μ 1，共给药7次。整个实验过程中每日观察小鼠生活状态，每2 d称其体重并使用游标卡尺测量小鼠肉瘤的长径(A)与短径(B)，按公式肿瘤体积V=
￥计算肿瘤体积。当给药本发明水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物合并激光照射时，小鼠的肿瘤体积的增加得到了明显的抑制。三、本发明水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物作为药物转运载体在肿瘤治疗中的应用:
取本发明水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物IOmg和多西紫杉醇(由北京怡和生物科技有限公司提供)20mg，加入超纯水2mL，混合均匀后，探头超声(工作3s，间隔6s，工作12次，功率为400W)，将探超完成的样品进行离心(4000rpm，15min)除去大颗粒。得到了以实例I中水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物为载体的抗肿瘤药物多西紫杉醇给药系统。通过40倍(体积比)乙醇提取出给药系统中包封的多西紫杉醇，紫外分光光度计测定实例I为载体包封的多西紫杉醇的含量，载药量为2.1 mg/mL。已经证实，本发明水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物可以吸附抗肿瘤药物多西紫杉醇，提高了多西紫杉醇在水中的溶解度，可以作为抗肿瘤药物的载体使用。四、本发明水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物多西紫杉醇给药系统的粒子大小和表面带电量的确定:
使用Nano-ZS90型激光粒度分析仪进行测定，折射率设置为1.590，吸收系数设置为0.010，温度设置为25 °C，测量模式设置为自动，以Z平均统计值作为测定结果。每一水平缩合体均配制3份，每份测量一次，取三次测量值的平均值作为测量结果。介电常数设置为79，黏度系数设置为0.8872，温度设置为25 °C，测量模式设置为自动。每一水平缩合体均配制3份，每份测量一次，取三次测量值的平均值作为测量结果，所得结果为粒径为100 200nm,电位为 _40mV。五、本发明水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物多西紫杉醇给药系统的体外抗肿瘤活性:
将PC3前列腺癌细胞(由上海细胞库提供)用作待考察的癌细胞。将PC3细胞培养在含胎牛血清(FBS) 10%，青链霉素混合液1%的RPMI1640培养基中，培养箱条件为37°C、5% CO2,每2 3天传代一次。收集对数期细胞，调整细胞悬液浓度，96孔板每孔加入200 μ ，铺板使待测细胞调密度至6 X IO3个/孔，(边缘孔用无菌PBS填充)。置于5% CO2, 37 °〇孵育24 h，至细胞单层铺满孔底(96孔平底板)，加入浓度梯度(0、0.5、1、2、4、6、8μ8/πι1)的实例4中的水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物多西紫杉醇，不加入实例4中的水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物多西紫杉醇为对照组，设置复孔为4 6个。光照组放置在808nm近红外光2W中2min，保持光照过程`中温度在37 °C，光照结束后用铝箔包裹细胞板置于CO2培养箱中孵育24 h，对于不光照组而言，则直接用铝箔包裹细胞板置于CO2培养箱中孵育24h，终止培养，吸出含药培养基，每孔用150 μ I PBS洗2遍，加入预冷的10% TCA 200 μ I,4 °C放置I h。倒掉固定液，每孔用去离子水洗5遍，甩干，空气干燥。每孔加入100 μ 的SRB溶液，静置放置10 min，未与蛋白结合的SRB用1%醋酸洗5遍，空气干燥。结合的SRB用150 μ I 10 mmol/L非缓冲Tris碱溶解。在808 nm处测定每孔的OD值。抑制率的计算公式:抑制率=1-实验组OD值/对照组OD值，其中实验组和对照组均为扣除空白对照组后的值。已经证实，本发明水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物作为药物载体时能装载药物进入肿瘤细胞内部，更好的发挥出抗肿瘤药物的疗效，而且结合光照后，能够更明显的抑制肿瘤细胞的增殖。六、本发明水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物多西紫杉醇给药系统的体内抗肿瘤活性:
取小鼠S180腹水瘤细胞，用注射用生理盐水以3:1比例稀释后，每只小鼠于腹腔注射
0.3 ml,小鼠喂养7天后，抽取小鼠S180腹水瘤细胞，计数后以注射用生理盐水稀释成浓度为2X IO6个/ml的细胞悬液,皮下接种与小鼠右前肢上部。小鼠接种肿瘤7 d后,取其中24只肿瘤体积彡100 mm3昆明小鼠，随机分为4组，每组6只。具体分组如下:(I)对照组(NS组):生理盐水；(2)多西紫杉醇注射液组；(3)水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物多西紫杉醇；(4)水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物多西紫杉醇光照组。多西紫杉醇注射液组、水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物多西紫杉醇和水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物多西紫杉醇光照组的多西紫杉醇给药剂量相等，都为25.125mg/kg。4组均采用静脉给药的方式，其中光照组使用的光源为808nm近红外光源，功率为2W，给药3h后激光照射肿瘤部位，一次照射时间为2min。每2 d给药一次，共给药7次。整个实验过程中每日观察小鼠生活状态，每2 d称其体重并使用游标卡尺测量小鼠肉瘤的长径(A)与短径(B)，按公式肿瘤体
积V=计算肿瘤体积。当给药实例4的水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物多西紫杉醇时，小鼠的肿瘤体积的增加比起多西紫杉醇注射液得到了明显的抑制。合并激光照射时，小鼠的肿瘤体积的增加得到了更加明显的抑制。在做上述实验的同时，还采用抗肿瘤药物做了类似的实验，均取得了相同和相类似的结果，本发明分组科学，方法稳定可靠，其他实验结果不再一一列举。七、本发明水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物作为磁共振成像剂在肿瘤治疗中的应用:
将接种老鼠乳腺癌肿瘤的12只小鼠完全随机分为实验组和对照组，6只实验组小鼠经尾静脉注入2mg/ml的G0-10NP-PEI溶液200μ1。而6只对照组小鼠不作处理。小鼠麻醉方法为3%戊巴比妥钠0.04ml，腹腔注射，并在注射G0-10NP-PEI溶液前(即Oh)及注射GO—IONP-PEI后24h进行MR成像。在Oh及24h在实验组及对照组小鼠的肿瘤区域的T2WI图像上绘制大小一致的感兴趣区ROI测量肿瘤实体部分信号强度(SIt)，取其平均值，测量面积不小于6mm2。用spssl9.0统计软件包,测量数据符合正态分布表示为x土 s,不符的用中位数(M)表示。Oh时及24h时实验组和对照组之间的肿瘤实体部分信号强度(SIt)比较用两独立样本t检验。p〈 0.05为差异具有统计学意义，p<0.01认为差异具有高度统计学意义。已经证实，本发明水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物可以作为磁共振成像造影齐U，用于肿瘤的早期诊断。本发明提供了一种新的水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物，其制备方法以及其作为热敏剂、药物转运载体和磁共振成像造影剂在应用。本发明的新的水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物不会对氧化石墨烯本身的特性进行破坏，测试结果表明，本发明的新的氧化石墨烯水溶性磁性衍生物，水分散性强，对生物体的毒性很低，物理以及化学稳定性良好，质量好，制备的条件容易满足，原料来源丰富，成本低。本发明提供的水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物可以作为抗肿瘤热敏治疗的一种良好的热敏剂，测试表明无论是体外还是体内在光照的情况下都可以很好的抑制肿瘤细胞以及组织的发生和发展，而在不光照的情况下本发明提供的新的水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物对正常细胞以及组织毒副作用很小。本发明提供的水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物可以作为一种良好的抗肿瘤药物的载体，本身有着极小的毒性，较强的水溶性，生物相容性好，比表面积大，化学惰性高等优点。测试结果表明，本发明提供的水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物作为抗肿瘤药物的载体时，粒径均匀，能够提高水不溶性抗肿瘤药物的水溶性，能够起到一定的缓释作用，而且还能够更多的到达肿瘤组织中起到靶向给药的作用，结合光照还可以发挥出更为优秀的抗肿瘤活性。本发明提供的水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物可以作为一种良好的磁共振成像造影剂。测试表明，该衍生物具有良好的负性增强效果，MR对肿瘤显影的效果良好，并可以通过体内光热治疗，利用MR对肿瘤治疗效果进行监测。因此，该水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物衍生物有望在肿瘤的诊断和治疗中大有作为。预期可以用于治疗肿瘤的一种良好的热敏剂，可以作为化学药物、蛋白质、核酸的转运载体，还可以作为磁共振成像造影剂，是药物制备上的一大创新。本发明与现有技术相比具有以下突出的有益技术效果: I)本发明的新的水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物不会对氧化石墨烯本身的特性进行破坏，水分散性强，对生物体的毒性很低，物理以及化学稳定性良好，质量好，制备的条件容易满足，原料来源丰富，成本低。2)本发明提供的水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物可以作为抗肿瘤热敏治疗的一种良好的热敏剂，光照时产生热能够发挥抗肿瘤活性，而不光照时则毒副副作用很小，可以根据光的聚焦等手段来选择性的杀伤肿瘤组织和细胞。3)本发明提供的水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物可以作为一种良好的抗肿瘤药物的载体，有着极小的毒性，较强的水溶性,生物相容性好，比表面积大,化学惰性高,具有缓释性和靶向性，结合激光还可以发挥出更为优秀的抗肿瘤效果。4)本发明提供的水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物可以作为一种良好的磁共振成像造影剂，有着较好的负性增强效果，肿瘤显影效果好，并可以通过体内光热治疗，利用磁共振对肿瘤治疗效果进行监测。
权利要求
1.一种水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物，其特征在于，将氧化石墨烯通过化学沉淀法负载上具有磁性的四氧化三铁，然后连接上亲水基团，即成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。
2.权利要求1所述的水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物的制备方法，其特征在于，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°C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°C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°C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°C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。
3.根据权利要求2所述的水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物的制备方法，其特征在于，I)将氧化石墨烯50mg充分溶解于20ml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1.5g，三氯化铁0.54g，超声溶解后移至反应釜中，2000C反应10h，反应后的产物每次用20ml的无水乙醇，洗涤3次，再每次用25ml的超纯水，洗涤5次，之后，60°C抽真空干燥24h，得到四氧化三铁负载的氧化石墨烯85mg ； 2)取上述四氧化三铁负载的氧化石墨烯50mg，聚乙酰亚胺200mg，1-乙基-(3- 二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐180mg,N-轻基琥拍酰亚胺IlOmg,超声分散于50ml磷酸盐缓冲液中，室温18-25°C反应24h，反应结束后，加入60ml无水乙醇使其沉淀，抽滤，然后每次用20ml的无水乙醇，洗涤10次，60°C抽真空干燥24h，得到水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物 35mg。
4.根据权利要求2所述的水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物的制备方法，其特征在于，I)将氧化石墨烯54mg充分溶解于21ml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1.6g，三氯化铁0.58g，超声溶解后移至反应釜中，200°C反应10h，产物每次用23ml的无水乙醇，洗涤4次，再每次用28ml的超纯水，洗涤5次，之后，55°C抽真空干燥24h,得到四氧化三铁负载的氧化石墨烯88mg ； 2)将上述四氧化三铁负载的氧化石墨烯54mg，氨基聚乙二醇2000 218mg，1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐190mg, N-轻基琥拍酰亚胺118mg,超声充分分散于53ml磷酸盐缓冲液中，室温18-25°C反应24h,反应结束后,加入80ml无水乙醇使其沉淀，抽滤，然后每次用20ml的无水乙醇，洗涤10次，50°C抽真空干燥48h，得到水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物40mg。
5.根据权利要求2所述的水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物的制备方法，其特征在于，I)将氧化石墨烯45mg充分溶解于18ml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1.35g，三氯化铁0.48g，超声溶解后移至反应釜中，200°C反应10h，产物每次用20ml的无水乙醇，洗涤3次，再每次用30ml的超纯水，洗涤4次，之后，55°C抽真空干燥36h,得到四氧化三铁负载的氧化石墨烯80mg ； 2)将上述四氧化三铁负载的氧化石墨烯52mg，氨基葡萄糖210mg，1-乙基-(3- 二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐185mg, N-轻基琥拍酰亚胺112mg,超声充分分散于52ml磷酸盐缓冲液中，室温18-25°C反应24h，反应结束后，加入60ml无水乙醇使其沉淀,抽滤,然后每次用25ml的无水乙醇，洗涤8次，60°C抽真空干燥24h，得到水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物36mg。
6.权利要求1或2-5任一项所述的水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物，其特征在于，该水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物以纳米聚集物的形式存在。
7.权利要求1或2-5任一项所述的水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物的粒径为100_200nmo
8.权利要求1或2-5任一项所述的水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物在抗肿瘤热动力治疗热敏剂中的应用。
9.权利要求1或2-5任一项所述的水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物作为药物载体在抗肿瘤药物中的 应用。
10.权利要求1或2-5任一项所述的水溶性磁靶向性氧化石墨烯衍生物在磁共振成像造影剂中的应用。
全文摘要
本发明涉及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，将氧化石墨烯通过化学沉淀法负载上具有磁性的四氧化三铁，然后连接上亲水基团，即成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，本发明物理以及化学稳定性良好，原料来源丰富，成本低，生物相容性好，具有缓释性和靶向性，是抗肿瘤药物上的创新。
文档编号C01B3/00GK103183311SQ201310138540
公开日2013年7月3日 申请日期2013年4月19日 优先权日2013年4月19日
发明者史进进, 高君, 王蕾, 刘瑞瑗, 张振中, 张静, 余晓媛, 刘艳, 马柔柔, 马丹 申请人:郑州大学