一种介孔碳纳米粒及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种高分子修饰的介孔碳纳米粒及其在制备药物载体中的应用，所述的高分子是指PVP或DSPE‑mPEG2000。本发明专利技术通过低浓度水热法合成了有序介孔碳纳米粒，并用生物相容性的高分子通过介孔碳纳米粒强吸附作用修饰，提高介孔碳纳米粒的亲水性和分散性。通过一系列的表征及细胞摄取实验得出以下结论：合成的有序介孔碳粒径大小约为90nm，纳米粒大小均一，介孔孔道有序。PVP和DSPE‑mPEG2000成功修饰到介孔碳纳米粒的表面，提高了其亲水性和分散性，介孔碳纳米粒可以在2h内被正常细胞和癌症细胞摄取，聚齐在细胞质。本发明专利技术的介孔碳纳米粒可以作为很好的药物载体，可通过EPR效应被动靶向肿瘤组织。

Mesoporous carbon nanoparticles and their applications

The invention discloses a macromolecule modified mesoporous carbon nanoparticle and its application in the preparation of drug carriers. The macromolecule refers to PVP or DSPE_mPEG2000. The ordered mesoporous carbon nanoparticles are synthesized by low concentration hydrothermal method, and modified by biocompatible macromolecule through strong adsorption of mesoporous carbon nanoparticles to improve the hydrophilicity and dispersion of mesoporous carbon nanoparticles. Through a series of characterization and cell uptake experiments, the following conclusions were drawn: the size of the synthesized ordered mesoporous carbon was about 90 nm, the size of the nanoparticles was uniform, and the mesoporous channels were ordered. PVP and DSPE mPEG2000 were successfully modified on the surface of mesoporous carbon nanoparticles, which improved their hydrophilicity and dispersion. Mesoporous carbon nanoparticles could be absorbed by normal cells and cancer cells within 2 hours and gathered in the cytoplasm. The mesoporous carbon nanoparticles of the invention can be used as a good drug carrier and can passively target tumor tissue through EPR effect.

【技术实现步骤摘要】
一种介孔碳纳米粒及其应用
本专利技术涉及生物医药
，具体地说，是一种介孔碳纳米粒及其应用。
技术介绍
介孔碳是一类孔径介于2nm至50nm之间的新型碳纳米材料。介孔碳不仅具有一般介孔材料的性质如较大的比表面积、孔容和可调的孔径等，也具有一般碳的性质如热稳定性、对化学反应惰性等，这些性质使其在吸附、电化学和生物等领域有广泛的应用前景。对于高度分散的药物分子，介孔碳所具有大的比表面积和孔容，能提供高的载药能力；具有可调的有序介孔结构和孔隙，可以控制内装药物分子的释放，因此作为药物传送系统有巨大应用前景。中国期刊《药学实践杂志》2016年3月刊登论文《PVP和PEG表面修饰对有序介孔碳纳米粒分散性及细胞毒性的影响》，公开通过聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和培化磷脂酰乙醇胺(DSPE-mPEG2000)对制备的有序介孔碳纳米粒(MCN)进行表面修饰，以改善材料的疏水性质，并考察其对MCN分散性和细胞毒性的影响。结果显示：MCN具有良好的生物相容性，用PVP和DSPE-mPEG2000修饰后的MCN能明显减少细胞氧化应激的发生。中国期刊《药学实践杂志》2015年3月刊登论文《氧化介孔碳纳米粒作为紫杉醇载体的研究》，公开制备氧化介孔碳球纳米粒(OMCN)，考察其理化性质以及作为抗肿瘤药物紫杉醇递送载体的研究。结果显示OMCN的比表面积为704.63m2/g、孔容积率为0.57cm3/g、孔径分布约为3.23nm、平均粒径为140nm、Zeta电位为-36mV、载药量高达45.6％，具有良好的药物负载与缓释性能，对小鼠肺癌LLC细胞具有显著的抑制作用。福建中医药大学2016年公开硕士学位论文《介孔碳纳米粒的表面修饰及其生物相容性研究》，公开介绍介孔碳纳米粒的合成、表面修饰及相关表征，测定修饰前后介孔碳纳米粒的细胞毒性和对细胞的氧化应激水平的影响，对介孔碳纳米粒进行免疫毒性评价。现有技术中，关于本专利技术的介孔碳纳米粒及其应用，目前还未见报道。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的是针对现有技术中的不足，提供高分子修饰的介孔碳纳米粒在制备药物载体中的应用。本专利技术的第二个目的是针对现有技术中的不足，提供一种高分子修饰的介孔碳纳米粒。为实现上述第一个目的，本专利技术采取的技术方案是：高分子修饰的介孔碳纳米粒在制备药物载体中的应用，所述高分子是指聚乙烯吡咯烷酮或二硬脂酰磷脂酰乙酰胺-甲氧基聚乙二醇2000，所述介孔碳纳米粒可以在2h内被正常细胞和癌症细胞摄取。作为本专利技术的一个优选实施方案，聚乙烯吡咯烷酮修饰的介孔碳纳米粒的制备方法如下：取MCN于去离子水中，制备介孔碳纳米粒溶液，将PVP、L-抗坏血酸加入介孔碳纳米粒溶液，搅拌，过滤，水洗，冻干，得到PVP修饰的介孔碳纳米粒。作为本专利技术的一个优选实施方案，所述聚乙烯吡咯烷酮修饰的介孔碳纳米粒的制备方法如下：取50mgMCN粉末于200ml的去离子水中，超声，得0.25mg/ml介孔碳纳米粒溶液，将0.05gPVP(MW，40kg/mol)、0.1gL-抗坏血酸加入上述介孔碳纳米粒溶液中，室温下搅拌10min后，在80℃下继续搅拌4h，过滤，并用去离子水洗，冻干后收集粉末，得到PVP修饰的介孔碳纳米粒。作为本专利技术的一个优选实施方案，二硬脂酰磷脂酰乙酰胺-甲氧基聚乙二醇2000修饰的介孔碳纳米粒的制备方法如下：取DSPE-mPEG2000溶于氯仿中，加入介孔碳纳米粒并超声处理，保持温度低于30℃，除去多余的氯仿，重新分散，用去离子水洗，冻干，得到二硬脂酰磷脂酰乙酰胺-甲氧基聚乙二醇2000修饰的介孔碳纳米粒。作为本专利技术的一个优选实施方案，所述二硬脂酰磷脂酰乙酰胺-甲氧基聚乙二醇2000修饰的介孔碳纳米粒的制备方法如下：取10mgDSPE-mPEG2000溶于10ml氯仿中，加入10mg介孔碳纳米粒于上述溶液中超声处理2h，保持水温低于30℃，室温下旋转蒸发除去多余的氯仿，用去离子水重新分散后，过滤并用去离子水洗，冻干后收集粉末，得到二硬脂酰磷脂酰乙酰胺-甲氧基聚乙二醇2000修饰的介孔碳纳米粒。作为本专利技术的一个优选实施方案，所述正常细胞包括小鼠成纤维细胞，癌细胞包括人宫颈癌细胞。为实现上述第二个目的，本专利技术采取的技术方案是：一种高分子修饰的介孔碳纳米粒，为聚乙烯吡咯烷酮修饰的介孔碳纳米粒或二硬脂酰磷脂酰乙酰胺-甲氧基聚乙二醇2000修饰的介孔碳纳米粒；所述聚乙烯吡咯烷酮修饰的介孔碳纳米粒的制备方法如下：取MCN于去离子水中，制备介孔碳纳米粒溶液，将PVP、L-抗坏血酸加入介孔碳纳米粒溶液，搅拌，过滤，水洗，冻干，得到PVP修饰的介孔碳纳米粒；所述二硬脂酰磷脂酰乙酰胺-甲氧基聚乙二醇2000修饰的介孔碳纳米粒的制备方法如下：取DSPE-mPEG2000溶于氯仿中，加入介孔碳纳米粒并超声处理，保持温度低于30℃，除去多余的氯仿，重新分散，用去离子水洗，冻干，得到二硬脂酰磷脂酰乙酰胺-甲氧基聚乙二醇2000修饰的介孔碳纳米粒。作为本专利技术的一个优选实施方案，所述聚乙烯吡咯烷酮修饰的介孔碳纳米粒的制备方法如下：取50mgMCN粉末于200ml的去离子水中，超声，得0.25mg/ml介孔碳纳米粒溶液，将0.05gPVP(MW，40kg/mol)、0.1gL-抗坏血酸加入上述介孔碳纳米粒溶液中，室温下搅拌10min后，在80℃下继续搅拌4h，过滤，并用去离子水洗，冻干后收集粉末，得到PVP修饰的介孔碳纳米粒。作为本专利技术的一个优选实施方案，所述二硬脂酰磷脂酰乙酰胺-甲氧基聚乙二醇2000修饰的介孔碳纳米粒的制备方法如下：取10mgDSPE-mPEG2000溶于10ml氯仿中，加入10mg介孔碳纳米粒于上述溶液中超声处理2h，保持水温低于30℃，室温下旋转蒸发除去多余的氯仿，用去离子水重新分散后，过滤并用去离子水洗，冻干后收集粉末，得到二硬脂酰磷脂酰乙酰胺-甲氧基聚乙二醇2000修饰的介孔碳纳米粒。本专利技术通过低浓度水热法合成了有序介孔碳纳米粒，并用生物相容性的高分子通过介孔碳纳米粒强吸附作用修饰，提高介孔碳纳米粒的亲水性和分散性。通过一系列的表征及细胞摄取实验得出以下结论：合成的有序介孔碳粒径大小约为90nm，纳米粒大小均一，介孔孔道有序。PVP和DSPE-mPEG2000成功修饰到介孔碳纳米粒的表面，提高了其亲水性和分散性。介孔碳纳米粒可以在短时间内(2h)被正常细胞和癌症细胞摄取，聚齐在细胞质。由此可得我们合成粒径90nm的介孔碳纳米粒可以作为很好的药物载体，可通过EPR效应被动靶向肿瘤组织。附图说明附图1为介孔碳纳米粒合成及修饰示意图。附图2为MCN的TEM和SEM图(A,B:TEM；C:SEM)。附图3为MCN的氮气吸附-脱附等温线(A)和MCN的孔径分布曲线(B)。附图4为MCN-PVP和MCN-PEG的TEM图(A:MCN-PVP；B:MCN-PEG)。附图5为材料的表征图(A,B:FTIR；C:UV-Vis；D:H-NMR)。附图6为材料的热重分析图。附图7为材料的粒径分布和Zeta电位(A-C:MCN、MCN-PVP和MCN-PEG的粒径分布图；D-F:MCN、MCN-PVP和MCN-PEG的Zeta电位图)。附图8为100μg/ml的MCN(左)、MCN-PVP(中)和MCN-PEG本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.高分子修饰的介孔碳纳米粒在制备药物载体中的应用，其特征在于，所述高分子是指聚乙烯吡咯烷酮或二硬脂酰磷脂酰乙酰胺‑甲氧基聚乙二醇2000，所述介孔碳纳米粒在2h内被正常细胞和癌症细胞摄取。

【技术特征摘要】
1.高分子修饰的介孔碳纳米粒在制备药物载体中的应用，其特征在于，所述高分子是指聚乙烯吡咯烷酮或二硬脂酰磷脂酰乙酰胺-甲氧基聚乙二醇2000，所述介孔碳纳米粒在2h内被正常细胞和癌症细胞摄取。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，聚乙烯吡咯烷酮修饰的介孔碳纳米粒的制备方法如下：取MCN于去离子水中，制备介孔碳纳米粒溶液，将PVP、L-抗坏血酸加入介孔碳纳米粒溶液，搅拌，过滤，水洗，冻干，得到PVP修饰的介孔碳纳米粒。3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述聚乙烯吡咯烷酮修饰的介孔碳纳米粒的制备方法如下：取50mgMCN粉末于200ml的去离子水中，超声，得0.25mg/ml介孔碳纳米粒溶液，将0.05gPVP(MW，40kg/mol)、0.1gL-抗坏血酸加入上述介孔碳纳米粒溶液中，室温下搅拌10min后，在80℃下继续搅拌4h，过滤，并用去离子水洗，冻干后收集粉末，得到PVP修饰的介孔碳纳米粒。4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，二硬脂酰磷脂酰乙酰胺-甲氧基聚乙二醇2000修饰的介孔碳纳米粒的制备方法如下：取DSPE-mPEG2000溶于氯仿中，加入介孔碳纳米粒并超声处理，保持温度低于30℃，除去多余的氯仿，重新分散，用去离子水洗，冻干，得到二硬脂酰磷脂酰乙酰胺-甲氧基聚乙二醇2000修饰的介孔碳纳米粒。5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述二硬脂酰磷脂酰乙酰胺-甲氧基聚乙二醇2000修饰的介孔碳纳米粒的制备方法如下：取10mgDSPE-mPEG2000溶于10ml氯仿中，加入10mg介孔碳纳米粒于上述溶液中超声处理2h，保持水温低于30℃，室温下旋转蒸发除去多余的氯仿，用去离子水重新分散后，过滤并用去离子水洗，冻干后收集粉末，得到二硬脂酰磷脂酰乙酰胺-甲氧基聚乙二醇2000修饰的介孔碳纳米粒。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：王丹，杨峰，李新方，徐丛剑，金志军，秦尚谦，
申请(专利权)人：中国人民解放军第二军医大学第二附属医院，
类型：发明
国别省市：上海,31