磷酰胆碱低聚物修饰的氧化石墨烯的制备及其载药性能研究

发布时间：2017-09-04 10:24

  本文关键词：磷酰胆碱低聚物修饰的氧化石墨烯的制备及其载药性能研究

  更多相关文章： 氧化石墨烯 功能化修饰 药物载体 细胞毒性 载药率 体外释放 生物相容性

【摘要】：自从2004年石墨烯首次被报道以来,这种具有优良物理化学性能的二维纳米材料引发了科学家们极大的研究热忱。石墨烯在物理学、化学、材料学以及生物医学等多个领域都展现出极大的应用潜能。其中,在生物医学领域,石墨烯及其衍生物作为药物载体在肿瘤治疗领域的应用引起了广泛关注。石墨烯极大的比表面积以及双面均可负载分子的特性使石墨烯在药物载体方向上具有广阔的应用前景。与此同时,石墨烯的水分散性较差,在水溶液中容易聚集,并表现出一定的生物毒性,这些缺点严重制约了石墨烯在生物医学上的应用,因此,石墨烯的修饰成为石墨烯研究过程中重要的一环。在本文中,我们使用共价修饰的方法制备出具有良好的水分散性和生物相容性的磷酰胆碱低聚物修饰的氧化石墨烯材料GO-PCn,并以伊立替康药物为模型药物研究了GO-PCn修饰复合物的载药性能,结果显示,GO-PCn作为药物载体具有优秀的应用前景。具体研究内容及结果如下所示。(1)首先我们用Hummers方法制备了氧化石墨烯,然后将氧化石墨烯进行了羟基化,最后选用2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱(MPC)为改性材料,利用原子转移自由基聚合(ATRP)的方法制备出磷酰胆碱低聚物修饰的氧化石墨烯GO-PCn。之后,我们使用傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、核磁共振(NMR)、热重分析(TGA)、拉曼光谱(Raman)、粒径分析以及Zeta电位测试等表征手段,确认了修饰复合物的结构。最后,将氧化石墨烯和GO-PCn分别与小鼠成纤维细胞(L929)和人肝癌细胞(HepG2)分别进行共培养24h,用CCK-8法测试其细胞存活率,以研究GO-PCn的体外细胞毒性,结果显示,我们所制备的GO-PCn的体外细胞毒性比氧化石墨烯有所降低。(2)我们选用伊立替康作为模型药物,将其与GO-PCn在水溶液中通过π-π堆积作用复合,制备出载药复合物,然后用傅里叶红外光谱(FT-IR)和热重分析(TGA)对其进行了表征。然后用高效液相色谱法研究了GO-PCn负载伊立替康的载药率和载药效率,其载药率约为16%。之后用动态透析法研究了载药复合物的体外药物释放动力学特征,结果表明,载药复合物表现出对pH敏感的药物释放性能。我们将GO-PCn,纯药以及载药复合物与小鼠成纤维细胞(L929)和人肝癌细胞(HepG2)分别共培养,以测试其体外细胞毒性,结果表明,载药复合物依然可以表现出与纯药基本一致的体外细胞毒性。这些结果使GO-PCn复合物在抗肿瘤药物载体领域的应用成为可能。
【关键词】：氧化石墨烯 功能化修饰 药物载体 细胞毒性 载药率 体外释放 生物相容性
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ127.1;TQ460.4
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第一章 绪论11-27
• 1.1 石墨烯概述11-16
• 1.1.1 石墨烯的发现11-12
• 1.1.2 石墨烯的性能及其应用12-13
• 1.1.3 氧化石墨烯及其衍生物13
• 1.1.4 石墨烯和氧化石墨烯的制备13-14
• 1.1.5 石墨烯和氧化石墨烯的生物相容性14-16
• 1.1.6 石墨烯在生物医药领域应用的限制16
• 1.2 石墨烯的功能化修饰16-21
• 1.2.1 石墨烯和氧化石墨烯的共价修饰17-19
• 1.2.2 非共价修饰19-20
• 1.2.3 石墨烯修饰复合物材料的生物相容性研究20-21
• 1.3 石墨烯材料作为药物载体21-25
• 1.3.1 石墨烯材料作为药物载体概述22-24
• 1.3.2 可控的药物释放24-25
• 1.4 本论文的选题和研究内容25-26
• 1.5 本论文的创新点26-27
• 第二章 磷酰胆碱低聚物修饰的氧化石墨烯的制备、表征和生物相容性研究27-38
• 2.1 引言27-28
• 2.2 实验部分28-32
• 2.2.1 实验材料和试剂28
• 2.2.2 主要表征技术和仪器28-29
• 2.2.3 氧化石墨烯(GO)的制备29
• 2.2.4 磷酰胆碱低聚物修饰的氧化石墨烯(GO-PCn)的制备29-31
• 2.2.5 细胞培养和生物相容性评价31-32
• 2.3 实验结果与讨论32-37
• 2.3.1 氧化石墨烯和磷酰胆碱低聚物修饰的氧化石墨烯的表征32-36
• 2.3.2 氧化石墨烯和GO-PCn修饰复合物的生物相容性研究36-37
• 2.4 本章小结37-38
• 第三章 负载伊立替康的磷酰胆碱低聚物修饰的氧化石墨烯的制备和性质38-48
• 3.1 引言38
• 3.2 实验部分38-43
• 3.2.1 实验材料和试剂38-39
• 3.2.2 主要仪器39
• 3.2.3 负载伊立替康的GO-PCn的制备39
• 3.2.4 载药的GO-PCn的表征39-40
• 3.2.5 高效液相色谱法(HPLC)测定GO-PCn的载药率和载药效率40-41
• 3.2.6 负载伊立替康的GO-PCn的体外药物释放41-42
• 3.2.7 细胞培养与负载伊立替康的GO-PCn的体外细胞毒性评估42-43
• 3.3 实验结果与讨论43-47
• 3.3.1 负载伊立替康的GO-PCn的表征43
• 3.3.2 GO-PCn负载伊立替康的载药率和载药效率43-44
• 3.3.3 负载伊立替康GO-PCn复合物的体外释放研究44-46
• 3.3.4 负载伊立替康GO-PCn复合物的体外细胞毒性研究46-47
• 3.4 本章小结47-48
• 总结和展望48-49
• 参考文献49-56
• 硕士期间发表文章56-57
• 致谢57-58

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