[發明專利]具有選擇性腫瘤細胞毒性石墨烯復合物及其制備方法

在審

• 申請號: 201610969073.0
• 申請日: 2016-11-03
• 公開（公告）號: CN108014132A
• 公開（公告）日: 2018-05-11
• 發明（設計）人: 唐浩;劉飛燕;楊丹
• 申請（專利權）人: 湖南師范大學
• 主分類號: A61K33/44
• 分類號: A61K33/44;A61K47/59;A61K47/54;A61P35/00
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 林青中

本發明涉及一種具有選擇性腫瘤細胞毒性石墨烯復合物及其制備方法，包括以下步驟：氧化石墨烯與PAMAM發生酰胺化反應，得到PAMAM功能化氧化石墨烯復合物，其中氧化石墨烯的表面帶有羧基；PAMAM功能化氧化石墨烯復合物與葉酸發生酰胺化反應，其中PAMAM功能化氧化石墨烯復合物提供酰胺化反應的氨基，葉酸提供酰胺化反應的羧基，制得具有選擇性腫瘤細胞毒性石墨烯復合物。該制備方法條件溫和，操作簡單。葉酸上的氨基作為腫瘤細胞表面葉酸受體的識別位點與腫瘤細胞表面葉酸受體特異性結合，使其對腫瘤細胞的選擇性毒性，而對正常細胞的生物相容性好。由于PAMAM結構的存在，使得具有選擇性腫瘤細胞毒性石墨烯復合物進入腫瘤細胞更高效，進而使其具有較強的細胞毒性。

技術領域

本發明涉及生物材料制備領域，特別是涉及一種具有選擇性腫瘤細胞毒性石墨烯復合物及其制備方法。

背景技術

石墨烯作為一種典型的碳納米材料，具有優異的物理和化學性質，如超大比表面積、優異的導電導熱性能等，使其在生物、醫藥等領域具有很好的應用前景。然而石墨烯是由碳原子以sp2雜化形成蜂巢晶格的平面薄膜，它幾乎不溶任何溶劑，在溶液中極易團聚，這些問題很大程度上限制了其實際應用。

為了拓展石墨烯在生物、醫藥等領域的應用，必須改善其在水相介質中的分散性和穩定性。通常的方法是對其進行表面功能化修飾，引入新的官能團賦予其新的特性。氧化石墨烯是石墨烯的氧化物，經氧化后，石墨烯表面含氧官能團(如羧基、碳基等)增多而使其性質較石墨烯更加活潑，能與多種分子以共價或非共價方式結合，通過與各種含氧官能團的反應而改善本身性質。

已有研究表明，石墨烯及其衍生材料可對生物分子(如DNA和蛋白質等)產生損傷作用；另外，對哺乳動物細胞而言，石墨烯類材料可通過嵌入細胞膜、與細胞膜發生疏水性作用等方式導致細胞膜損傷，從而產生細胞毒性。已有大量文獻研究如何通過表面修飾降低石墨烯及其衍生材料的細胞毒性、提高其生物兼容性。但有關表面修飾如何影響石墨烯及其衍生物細胞毒性的問題并沒有完全理解清楚，有待進一步的研究。更為重要的是，已有文獻報道，利用石墨烯類材料對細菌的抑制特性，可將石墨烯及其衍生物用于抗菌生物材料，如制作抗菌型band-aid(創可貼)；但對于如何利用石墨烯及其衍生物的細胞毒性則還未見相關報道。

發明內容

基于此，有必要提供一種對正常細胞生物相容性好、對腫瘤細胞毒性強的具有選擇性腫瘤細胞毒性石墨烯復合物及其制備方法。

實現上述發明目的的具體技術方案如下：

一種具有選擇性腫瘤細胞毒性石墨烯復合物的制備方法，包括以下步驟：

(1)氧化石墨烯與PAMAM發生酰胺化反應，得到PAMAM功能化氧化石墨烯復合物，其中所述氧化石墨烯的表面帶有羧基；

(2)所述PAMAM功能化氧化石墨烯復合物與所述葉酸發生酰胺化反應，其中所述PAMAM功能化氧化石墨烯復合物提供酰胺化反應的氨基，所述葉酸提供酰胺化反應的羧基，制得所述具有選擇性腫瘤細胞毒性石墨烯復合物。

石墨烯類材料可通過嵌入哺乳動物細胞的細胞膜、與細胞膜發生疏水性作用、破壞細胞膜磷脂雙分子層等方式導致細胞膜損傷，從而產生細胞毒性。然而石墨烯類材料對細胞的毒性不具有明顯選擇性，其對正常細胞和癌細胞均可造成損傷。而石墨烯較穩定，因此采用性質較活潑的氧化石墨烯(GO)，氧化石墨烯上的羧基等含氧官能團可與其他官能團發生反應。

PAMAM為聚酰胺-胺型樹枝狀高分子，其端部含有較多的氨基，因此帶正電。而生物細胞膜帶負電，通過靜電吸引能使其更好的進入細胞，因此將石墨烯類材料與PAMAM結合，有利于石墨烯類材料細胞發生相互作用或進入細胞。此外石墨烯類材料的比表面積大，因此石墨烯類材料與PAMAM結合后，進而使較多的PAMAM修飾在石墨烯類材料表面，從而使PAMAM功能化石墨烯類材料與細胞結合能力更強，有可能提高石墨烯類材料進入細胞的效率。