專利名稱：一種磁共振成像造影劑用石墨烯納米載體的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種功能性石墨烯的制備方法，尤其是涉及一種磁共振成像造影劑用石墨烯納米載體的制備方法。
背景技術(shù)：
磁共振成像共振成像(MRI)是目前腫瘤診斷的重要手段之一，特別是各種造影劑的應用。但目前臨床MRI檢查所用造影劑多為含釓類小分子造影劑，其存在著特異性低，體內(nèi)存留時間短的諸多缺點，構(gòu)建具有組織特異性的新一代MRI造影劑成為材料界、醫(yī)學界的研究熱點之一。納米氧化石墨烯是一種水分散性較好的二維碳納米材料，制備成本低廉。經(jīng)過生物相容性好的親水性聚合物的化學修飾后，可以提高其生物相容性降低細胞毒性，達到一定的緩釋作用具有良好的生物醫(yī)用應用前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種可以作為多種不同類造影劑載體、解決了造影劑在體內(nèi)存留時間短和細胞毒性大的問題的磁共振成像造影劑用石墨烯納米載體的制備方法。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)一種磁共振成像造影劑用石墨烯納米載體的制備方法，其特征在于，該方法以納米氧化石墨烯和親水性高分子為原料，在納米氧化石墨烯的表面接枝親水性高分子，然后將造影劑裝載其中。該方法具體包括以下步驟(1)向氧化石墨烯溶液中加入親水性高分子，將混合物超聲分散4 6min，利用二氯乙烷和N-羥基琥珀酰亞胺調(diào)節(jié)pH為5. 6，繼續(xù)在室溫下攪拌20 30h，然后將得到的產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至10000分子量透析袋中，在去離子水中透析得到純凈的石墨烯納米載體；(2)將造影劑和步驟(1)得到的石墨烯納米載體溶于水中，在室溫下避光攪拌3 5h,再將得到混合物轉(zhuǎn)移至100000分子量透析袋中進行透析20 30h，除去未螯合上的造影劑，終止透析得到磁共振成像造影劑用石墨烯納米載體。所述的氧化石墨烯溶液的濃度為0. 8 1. 5mg/ml。所述的氧化石墨烯與親水性高分子的重量比為1 (8 12)。所述的親水性高分子包括聚乙二醇(PEG)、親水性的多肽或親水性天然高分子。所述的親水性的多肽包括聚絲氨酸、聚半胱氨酸、聚谷氨酸、聚天冬氨酸、聚賴氨酸或聚精氨酸。所述的親水性天然高分子包括淀粉、功能化纖維素、殼聚糖、果膠或海藻酸。所述的造影劑和石墨烯納米載體的重量比為2 1。所述的造影劑為含釓、錳或四氧化三鐵的小分子造影劑螯合物，包括二乙三胺五乙酸釓(Gd-DTPA)或 meso-卟啉錳(Mn-meso)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明利用一些親水性高分子具有良好的親水性和生物相容性，同時利用這個體系在納米級可以進入生物體細胞內(nèi)部的特性，在MRI造影方面展現(xiàn)出良好的應用前景，具有以下優(yōu)點(1)通過使用這種載體可以實現(xiàn)各種類型造影劑的在人體人存留時間延長的目的；(2)通過使用該種體系可以實現(xiàn)造影劑生物相容性提高的目的；(3)通過使用這種體系可以實現(xiàn)降低造影劑毒性的目的。


圖1為實施例1得到產(chǎn)品的AFM圖；圖2為實施例1得到產(chǎn)品的的粒徑分布圖；圖3為不同濃度的磁共振成像造影劑用石墨烯納米載體在人細胞中的細胞存活率圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。實施例1一種磁共振成像造影劑用石墨烯納米載體的制備方法，該方法具體包括以下步驟氧化石墨烯的制備(1)將Ig片狀石墨、0. 75g硝酸鈉和75mL 98%濃硫酸放置于冰水浴中攪拌，然后在一小時內(nèi)緩慢加入4. 5g高錳酸鉀固體期間保證溫度在20°C以下，這些混合物在室溫下攪拌5天；(2)冰水浴條件下，向混合物中緩慢加入2. 25g固體高錳酸鉀，保持冰水浴條件繼續(xù)反應池，混合物繼續(xù)在室溫下攪拌5天；(3)重復步驟(2)兩次得到充分氧化的石墨烯；(4)將步驟C3)得到的充分氧化的石墨烯加入140ml質(zhì)量分數(shù)為5%的稀硫酸，在 98°C下攪拌池，將溫度降至60°C加入3mL質(zhì)量分數(shù)為30%的過氧化氫水溶液，反應池后終止反應；(5)將步驟(4)得到的產(chǎn)物經(jīng)離心除去上層清液，在下層固體中加入200mL含有 3wt% H2SO4和0. 5wt% H2O2的水溶液，利用超聲使其分散，重復以上步驟15次除去體系中的氧化劑離子和雜質(zhì)；(6)向步驟(5)所得產(chǎn)物中加入200mL質(zhì)量分數(shù)為3%的稀鹽酸超聲使其分散，離心沉淀，重復以上步驟3次；(7)將步驟(6)所得混合物至于3500分子量透析袋中在去離子水中透析4 除去 HCL等雜質(zhì)；(8)取1. 2g氫氧化鈉、1. Og氯乙酸加入IOmL濃度為angmL—1的氧化石墨烯水溶液中，400w超聲浴下反應3小時得到表面羧基化的石墨烯，離心去上清，加入等體積的去離子水超聲下重新分散，重復1次后將溶液裝入3500分子量透析袋在去離子水中透析48小時， 得到易溶于水的含羧基的石墨烯水溶液；mPEG-NH2 的制備(1)在室溫下將4g端羥基聚乙二醇(mPEG4000-0H)和2. 8mL三乙胺溶于40mL四氫呋喃中，將混合液滴加到2mL亞硫酰二氯和40mL四氫呋喃的混合液中，將體系升溫至60°C 反應；將有機相濃縮在乙醚中沉淀三次得到黃色的mPEG-Cl ；(2)取2gmPEG-Cl和2g疊氮化鈉溶于50mL 二甲基甲酰胺(DMF)，將溫度升至60°C 反應Mh，將有機相濃縮在乙醚中沉淀三次得到亮黃色粉末mPEG4000-N3 ；(3)取1. 3g mPEG4000-N3和0. 075g三苯基膦溶于IOmL 二甲基甲酰胺(DMF)，室溫下攪拌池，加入ImL去離子水將溫度升至90°C保持池，將所得物質(zhì)用乙醚沉淀三次得到白色物質(zhì)即為mPEG4000-NH2 ；氧化石墨烯親水性高分子表面修飾向IOml含羧基的石墨烯溶液中(lmg/mL)中加入IOOmg mPEG4000_NH2，將混合物超聲分散5min，將IOmg EDC、8mg N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)加入混合物中，調(diào)節(jié)pH為5. 6， 在室溫下攪拌Mh，將產(chǎn)物在去離子水中透析(10000透析袋)得到純凈的NGO-mPEG ；成像復合體的構(gòu)建將含釓的小分子造影劑螯合物和NGO-mPEG于水中室溫下避光攪拌4h，得到混合物轉(zhuǎn)移至100000分子量透析袋中進行透析24h除去未螯合上的造影劑，終止透析得到含有 MRI影像探針的NGO-mPEG。得到的產(chǎn)品的AFM圖及粒徑分布圖如圖1、2所示，由圖中可見，石墨烯納米載體的粒徑在200nm附近，正好可以滿足造影劑被動靶向的目的，通過透析前后造影劑復合物 MRI成像效果比較，證實氧化石墨烯造影體系構(gòu)建方法的可行性，通過在DMEM中分散情況可知，氧化石墨烯造影體系可以在人體內(nèi)達到良好的分散效果，將石墨烯納米載體進行細胞毒性試驗，其結(jié)果如圖3所示，結(jié)果顯示石墨烯納米載體沒有明顯細胞毒性，完全符合生物應用的要求。實施例2—種磁共振成像造影劑用石墨烯納米載體的制備方法，該方法以納米氧化石墨烯和親水性高分子為原料，在納米氧化石墨烯的表面接枝親水性高分子，然后將造影劑裝載其中。該方法具體包括以下步驟(1)向濃度為0. 8mg/ml的氧化石墨烯溶液中加入聚賴氨酸，氧化石墨烯與聚賴氨酸的重量比為1:8，將混合物超聲分散％iin，EDC和NHS催化縮合，調(diào)節(jié)pH為5. 6，繼續(xù)在室溫下攪拌20h，然后將得到的產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至10000分子量透析袋中，在去離子水中透析得到純凈的石墨烯納米載體；(2)將含錳的小分子造影劑螯合物meso-卟啉錳(Mn-meso)和步驟(1)得到的石墨烯納米載體按重量比2 1溶于水中，在室溫下避光攪拌池，再將得到混合物轉(zhuǎn)移至 100000分子量透析袋中進行透析20h，除去未螯合上的造影劑，終止透析得到磁共振成像造影劑用石墨烯納米載體。實施例3
一種磁共振成像造影劑用石墨烯納米載體的制備方法，該方法以納米氧化石墨烯和親水性高分子為原料，在納米氧化石墨烯的表面接枝親水性高分子，然后將造影劑裝載其中。該方法具體包括以下步驟(1)向濃度為1. 2mg/ml的氧化石墨烯溶液中加入殼聚糖，氧化石墨烯與殼聚糖的重量比為1 12，將混合物超聲分散6min，EDC和NHS催化縮合，調(diào)節(jié)pH為5. 6，繼續(xù)在室溫下攪拌30h，然后將得到的產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至10000分子量透析袋中，在去離子水中透析得到純凈的石墨烯納米載體；(2)將含釓的小分子造影劑螯合物二乙三胺五乙酸釓(Gd-DTPA)和步驟⑴得到的石墨烯納米載體按重量比為2 1溶于水中，在室溫下避光攪拌證，再將得到混合物轉(zhuǎn)移至100000分子量透析袋中進行透析30h，除去未螯合上的造影劑，終止透析得到磁共振成像造影劑用石墨烯納米載體。
權(quán)利要求
1.一種磁共振成像造影劑用石墨烯納米載體的制備方法，其特征在于，該方法以納米氧化石墨烯和親水性高分子為原料，在納米氧化石墨烯的表面接枝親水性高分子，然后將造影劑裝載其中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁共振成像造影劑用石墨烯納米載體的制備方法，其特征在于，該方法具體包括以下步驟(1)向氧化石墨烯溶液中加入親水性高分子，將混合物超聲分散4 6min，利用二氯乙烷和N-羥基琥珀酰亞胺調(diào)節(jié)pH為5. 6，繼續(xù)在室溫下攪拌20 30h，然后將得到的產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至10000分子量透析袋中，在去離子水中透析得到純凈的石墨烯納米載體；(2)將造影劑和步驟(1)得到的石墨烯納米載體溶于水中，在室溫下避光攪拌3 證， 再將得到混合物轉(zhuǎn)移至100000分子量透析袋中進行透析20 30h，終止透析即得到磁共振成像造影劑用石墨烯納米載體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種磁共振成像造影劑用石墨烯納米載體的制備方法，其特征在于，所述的氧化石墨烯溶液的濃度為0. 8 1. 5mg/ml。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種磁共振成像造影劑用石墨烯納米載體的制備方法，其特征在于，所述的氧化石墨烯與親水性高分子的重量比為1 (8 12)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種磁共振成像造影劑用石墨烯納米載體的制備方法，其特征在于，所述的親水性高分子包括聚乙二醇(PEG)、親水性的多肽或親水性天然高分子。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種磁共振成像造影劑用石墨烯納米載體的制備方法，其特征在于，所述的親水性的多肽包括聚絲氨酸、聚半胱氨酸、聚谷氨酸、聚天冬氨酸、聚賴氨酸或聚精氨酸。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種磁共振成像造影劑用石墨烯納米載體的制備方法，其特征在于，所述的親水性天然高分子包括淀粉、功能化纖維素、殼聚糖、果膠或海藻酸。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種磁共振成像造影劑用石墨烯納米載體的制備方法，其特征在于，所述的造影劑和石墨烯納米載體的重量比為2 1。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種磁共振成像造影劑用石墨烯納米載體的制備方法，其特征在于，所述的造影劑為含釓、錳或四氧化三鐵的小分子造影劑螯合物，包括二乙三胺五乙酸釓(Gd-DTPA)或 meso-卟啉錳(Mn-meso)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種磁共振成像造影劑用石墨烯納米載體的制備方法，該方法以納米氧化石墨烯和親水性高分子為原料，在納米氧化石墨烯的表面接枝親水性高分子，然后將造影劑裝載其中。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于利用一些親水性高分子具有良好的親水性和生物相容性，同時利用這個體系在納米級可以進入生物體細胞內(nèi)部的特性，從而可以達到造影劑在體內(nèi)存留時間長，組織相容性好，細胞毒性低的目的，該體系在在MRI造影方面展現(xiàn)出良好的應用前景。
文檔編號A61K49/12GK102397563SQ20101028398
公開日2012年4月4日 申請日期2010年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月16日
發(fā)明者李永勇, 沈愛軍, 王培軍, 董海青, 趙志磊 申請人:同濟大學