CN106924188A - 一种具有pH敏感性和缓释性能的石墨烯载药微球的制备方法 - Google Patents

一种具有pH敏感性和缓释性能的石墨烯载药微球的制备方法 Download PDF

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杨慧琴
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Abstract

本发明涉及一种具有pH敏感性和缓释性能的石墨烯载药微球的制备方法，包括：(1)将氧化石墨烯和去离子水搅拌混匀，得到氧化石墨烯溶液；然后加入阿霉素水溶液，调节pH值至7～10，摇床搅拌，冷冻干燥，得到载药复合物GO/DOX；(2)将载药复合物GO/DOX加入去离子水配成溶液后进行雾化，雾化后的气溶胶液滴通过加热至150℃‑180℃的石英管，收集产物，干燥，即得。本发明制备的载药材料具有pH敏感性和缓释性能的特点，可作为抗肿瘤药物的载体，有着很好的实用价值。

Description

一种具有pH敏感性和缓释性能的石墨烯载药微球的制备方法
技术领域
本发明属于载药材料领域，特别涉及一种具有pH敏感性和缓释性能的石墨烯载药微球的制备方法。
背景技术
药物载体材料的选择是保证药物疗效的关键工作之一。纳米粒子因其具有独特的力学性能、颗粒大小可控，具有穿透能力，能增加溶解性、提高稳定性，起到缓释作用，并且还可通过靶向性运输降低毒副作用，在药物传输/释放系统中显示巨大应用潜力。目前常用的纳米载体材料有脂质体、水凝胶、聚合物胶束、金属纳米粒、量子点、树状大分子和包括富勒烯、碳纳米管及石墨烯在内的碳纳米材料等，纳米载药材料的应用有利于进一步提高纳米材料在生物医学领域的应用价值。
石墨烯(Graphene,rGO)，呈六角型蜂巢晶格结构，特殊的单原子层二维结构决定了它具有丰富和新奇的物理性质。导热系数高达5300W/m·K；载流量浓度在极限下具有最小电导率，具有量子霍尔效应和铁磁性，常温下其电子迁移率超过15000cm2/V·s。相比于碳纳米管，石墨烯具有超大的表面积(理论值2630m2/g)，拥有大的π共轭结构，能够与含有芳香环的有机物或者药物发生较强的π-π堆积作用，因此是一种具有发展潜力的药物载体。
目前，片状石墨烯的已被文献报道于应用于各种药物载体，具有良好的负载量和pH敏感性。但是片状石墨烯存在着分散性能差、易团聚、缓释性能差等各种缺点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服片状石墨烯缓释性能差，易于团聚等缺点，提供一种具有pH敏感性和缓释性能的石墨烯载药微球的制备方法，该方法制备的载药材料具有pH敏感性和缓释性能的特点，可作为抗肿瘤药物的载体，有着很好的实用价值。
本发明的一种具有pH敏感性和缓释性能的石墨烯载药微球的制备方法，包括：
(1)将氧化石墨烯和去离子水搅拌混匀，得到氧化石墨烯溶液；然后按质量比1:1～3加入阿霉素水溶液，调节pH值至7～10，摇床搅拌，冷冻干燥，得到载药复合物GO/DOX；
(2)将载药复合物GO/DOX加入去离子水配成溶液后进行雾化，雾化后的气溶胶液滴通过加热至150℃-180℃的石英管，收集产物，干燥，即得载药皱褶石墨烯球。
所述步骤(1)中的氧化石墨烯溶液的浓度为0.5～2.0mg/ml。
所述步骤(1)中的阿霉素水溶液的浓度为1～2mg/ml。
所述步骤(1)中采用浓度为0.05-0.2M的氢氧化钠溶液或盐酸调节pH值。
所述步骤(1)中的摇床的温度为35～40℃，摇床搅拌时间为3～5小时。
所述步骤(2)中的载药复合物GO/DOX溶液的浓度为0.5～1.5mg/ml。
所述步骤(2)中采用聚四氟乙烯PTFE滤膜收集产物。
所述聚四氟乙烯PTFE滤膜的孔径为0.2μm-0.3μm。
所述步骤(2)中的干燥温度为60～70℃，干燥时间为12～24小时。
有益效果
本发明制备的石墨烯载药微球药物装载量高，能够长效缓释，且具有pH敏感性，在较低pH值环境下释放率高，适合肿瘤组织的微环境，可作为抗肿瘤药物的载体，有着很好的实用价值，为开发不同形态的石墨烯药物载体提供新的思路。
附图说明
图1为实施例2所得的载药复合物GO/DOX和载药皱褶石墨烯球的药物释放曲线。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
GO/DOX复合物的制备，包括如下步骤：
称取20.0ml浓度为1.0mg/ml的GO水溶液与20.0ml浓度为2.0mg/ml的阿霉素DOX溶液混合，使得GO:DOX的质量比＝1:2，然后用浓度为0.1M的氢氧化钠溶液来调节混合液的pH值，使得混合液的pH＝9。将调节好后的混合液放在温度为37℃的摇床上搅拌4小时，得到载药复合物GO/DOX。将溶液倒入离心管，在10000rmp的离心机下离心3min，轻轻倒去上清液，添加10ml超纯水。在避光条件下冷冻干燥，将复合物用铝箔包好放在温度为4℃的冰箱中保存备用。
实施例2
Crumpled-rGO/DOX的制备，包括如下步骤：
用天平精确称量实施例(1)中的GO/DOX复合物20mg溶于20ml超纯水中，配制成浓度为1.0mg/ml的溶液，将溶液置于连接有石英管的超声雾化器内(物化震荡频率为1.7MHz～2.1MHz)使其雾化成气溶胶液滴，在雾化气流和抽滤真空泵驱动下通过加热到180℃的石英管后，用孔径为0.22μm的PTFE滤膜收集，室温下干燥3小时，然后放入真空干燥器内60℃干燥24h后，即得载药皱褶石墨烯球(Crumpled-rGO/DOX载药复合物)。
实施例3
分别称取5.0mg的GO/DOX和Crumpled-rGO/DOX复合物，分别加入5.0ml配置好的pH＝7.4的PBS缓冲液和pH＝5.8的醋酸缓冲液，得到待测试的药物缓释溶液，终浓度为1.0mg/mL。分别吸取2mL溶液置于透析袋中密封(分子量MW＝8000～14000)中，再将透析袋分别放入含有20mL PBS缓冲液和20mL醋酸盐缓冲液的容器中进行体外药物释放实验。在避光条件下进行，摇床温度控制在37℃，转速为120r/min，分别在设定好的时间点(2h,4h,6h,8h,10h,24h,36h和72h)取出1.0mL，同时补入相同体积的PBS或醋酸盐缓冲液。采用紫外可见分光光度计在481nm下测定DOX的吸光度，根据实验数据用药物累计释放量公式来计算不同时间点药物的释放量。公式如下：
Cn和Cn-1表示DOX在时间t1和tn-1这两个点溶出杯中药物溶液浓度，其中n≧1；m0表示药物未释放时的质量，V表示溶液体积。
GO/DOX和Crumpled-rGO/DOX复合物在pH＝7.4和pH＝5.8的药物释放曲线见图1。从图1可以看出，两种材料在偏碱性环境下时，两种材料的DOX释放率都是特别低，但是当在偏酸性环境下时，药物释放率在前12h都存在突释现象，随着时间的推移，释放速率降低，当依旧高于碱性环境的释放速率且释放率一直在增加，直到释放完全。由此可见，制备的GO/DOX和Crumpled-rGO/DOX对于pH的确具有敏感性。另外，通过图1观察释药率与时间的变化趋势，对比GO/DOX和Crumpled-rGO/DOX两种材料还发现，在相同条件下，前者的药物释放率明显高于后者，暗示Crumpled-rGO/DOX复合物比GO/DOX的缓释的更好。因此，本发明制备了一种药物缓释性能优于片状石墨烯的药物载体，同时具有pH敏感性。

Claims (9)

1.一种具有pH敏感性和缓释性能的石墨烯载药微球的制备方法，包括：
(1)将氧化石墨烯和去离子水搅拌混匀，得到氧化石墨烯溶液；然后按质量比1:1～3加入阿霉素水溶液，调节pH值至7～10，摇床搅拌，冷冻干燥，得到载药复合物GO/DOX；
(2)将载药复合物GO/DOX加入去离子水配成溶液后进行雾化，雾化后的气溶胶液滴通过加热至150℃-180℃的石英管，收集产物，干燥，即得载药皱褶石墨烯球。
2.根据权利要求1所述的一种具有pH敏感性和缓释性能的石墨烯载药微球的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的氧化石墨烯溶液的浓度为0.5～2.0mg/ml。
3.根据权利要求1所述的一种具有pH敏感性和缓释性能的石墨烯载药微球的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的阿霉素水溶液的浓度为1～2mg/ml。
4.根据权利要求1所述的一种具有pH敏感性和缓释性能的石墨烯载药微球的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中采用浓度为0.05-0.2M的氢氧化钠溶液或盐酸调节pH值。
5.根据权利要求1所述的一种具有pH敏感性和缓释性能的石墨烯载药微球的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的摇床的温度为35～40℃，摇床搅拌时间为3～5小时。
6.根据权利要求1所述的一种具有pH敏感性和缓释性能的石墨烯载药微球的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中的载药复合物GO/DOX溶液的浓度为0.5～1.5mg/ml。
7.根据权利要求1所述的一种具有pH敏感性和缓释性能的石墨烯载药微球的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中采用聚四氟乙烯PTFE滤膜收集产物。
8.根据权利要求7所述的一种具有pH敏感性和缓释性能的石墨烯载药微球的制备方法，其特征在于：所述聚四氟乙烯PTFE滤膜的孔径为0.2μm-0.3μm。
9.根据权利要求1所述的一种具有pH敏感性和缓释性能的石墨烯载药微球的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中的干燥温度为60～70℃，干燥时间为12～24小时。
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