碳納米管的裁剪、親水改性及其作為藥物載體的初步研究.pdf

1、近年來,納米材料在生物醫(yī)藥領域的應用吸弓l了人們的廣泛關注,并已取得了令人矚目的進展。碳納米管具有獨特的結構和優(yōu)異的物理化學性能,在生物標記、組織工程、重大疾病的檢測與治療等諸多領域展現(xiàn)出誘人的應用前景,而作為藥物和生物分子載體的研究成了近期的熱點。在這種研究背景下,本文圍繞碳納米管載藥體系的制備展開,首先,研究了碳納米管的親水改性,制備了可以在生理條件下穩(wěn)定分散的碳納米管;其次,利用機械剪切將微米級的、相互纏結的碳納米管裁剪為數(shù)百納米

2、,提出了可以高效且大批量截短碳納米管的方法;再次,對截短的碳納米管進行親水性改性和功能化,制備了靶向型可熒光示蹤的碳納米管載體:最后,對改性碳納米管作為抗腫瘤藥物載體進行了初步研究。主要研究結果如下:
　　1.利用丙烯酸單封端聚乙二醇大分子單體(poly(ethylene glycol)acrylate,PEG-AA)的原位自由基聚合,得到了以PEG為支鏈,PAA為主鏈的梳型聚合物改性的碳納米管。聚合物的接枝量可以通過調節(jié)引發(fā)劑和

3、單體的投料量來控制,最高可達20 wt％。由于PEG親水性強,且具有良好的生物相容性,改性后的碳納米管在水中可以穩(wěn)定分散,靜置半年以上沒有發(fā)現(xiàn)明顯的聚集沉淀,在0-50μg/mL范圍內,改性碳納米管生物相容性較好。另外由于聚合物PEG支鏈的末端是反應活性較高的羥基,因此可以把羥基為反應位點對碳納米管作進一步功能化。
　　2.利用機械“切割”的方法高效、大批量地“裁剪”碳納米管。在兩輥開煉機塑煉橡膠的過程中,前后兩輥相對速度差形成強

4、大的剪切力,可以將碳納米管截斷。通過改變混煉處理時間,可以得到不同平均長度的碳納米管,其中混煉25分鐘得到的碳納米管平均長度為430 nm,滿足了作為藥物載體的要求。在混煉過程中,橡膠分子發(fā)生斷鏈,生成的長鏈自由基可以和碳納米管表面的缺陷點發(fā)生偶合反應,因此該方法可以在截斷碳納米管的同時對其進行接枝改性。裁剪結束后,可以在惰性氣體氣氛下加熱使橡膠分解,這種方法得到的截短碳納米管的結構和性質與原始碳納米管并無明顯差別。該方法可以在短時間內

5、得到大量的短的碳納米管,為實現(xiàn)長度較短的碳納米管的規(guī)?；瘧玫於嘶A。
　　3.在截短后的碳納米管表面接枝梳型聚合物P(PEG-AA),利用PEG末端的活性羥基繼續(xù)反應,得到了表面含氨基的改性碳納米管。在此基礎上,將熒光素異硫氰酸酯FITC和葉酸分子FA連接到碳納米管表面上,得到了具有靶向性和熒光示蹤的雙功能的碳納米管。由于碳納米管具有巨大的比表面積,通過疏水相互作用可以負載抗腫瘤藥物鬼臼毒素,載藥量達到20％以上。細胞實驗結果