一种氧化石墨烯药物载体及其制备方法和应用

2024年5月3日发(作者：)

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(21)申请号 CN2.2

(22)申请日 2013.03.04

(71)申请人 福州大学

地址 350108 福建省福州市闽侯县上街镇大学城学园路2号福州大学新区

(72)发明人 杨黄浩 靳贵晓 李娟 吴灵洁 郭珊珊

(74)专利代理机构 福州元创专利商标代理有限公司

代理人 蔡学俊

(51)

A61K47/42

A61K47/04

A61K45/00

A61P35/00

(10)申请公布号 CN 103110957 A

(43)申请公布日 2013.05.22

权利要求说明书 说明书 幅图

(54)发明名称

一种氧化石墨烯药物载体及其制备

方法和应用

(57)摘要

本发明公开了一种氧化石墨烯药物

载体及其制备方法和应用，结合了人血清

白蛋白的单层或多层氧化石墨烯作为药物

的运输载体，通过吸附作用装载药物活性

成分。此药物载体制备简单，具有良好的

生物相容性、极低的细胞毒性，在临床应

用特别是恶性肿瘤治疗方面，应用前景广

阔。

法律状态

法律状态公告日

法律状态信息

法律状态

权 利 要 求 说 明 书

1.一种氧化石墨烯药物载体，其特征在于：在氧化石墨烯上吸附具有生物相容性的

人血清白蛋白，作为药物的运输载体，通过吸附作用负载药物活性成分。

2.根据权利要求1所述的氧化石墨烯药物载体，其特征在于：所述的氧化石墨烯为

直径10 nm – 2 μm的单层或多层氧化石墨烯。

3.一种制备如权利要求1所述的氧化石墨烯药物载体的方法，其特征在于：将氧化

石墨烯溶液与人血清白蛋白溶液充分混合，使人血清白蛋白紧密结合于氧化石墨烯

表面。

4.根据权利要求3所述的氧化石墨烯药物载体的制备方法，其特征在于：氧化石墨

烯溶液的浓度为1 μg/mL ~ 100 mg/mL，人血清白蛋白溶液的浓度为

1 μg/mL ~ 100 mg/mL。

5.一种如权利要求1所述的氧化石墨烯药物载体的应用，其特征在于：药物活性成

分吸附于氧化石墨烯和人血清白蛋白表面。

6.根据权利要求5所述的氧化石墨烯药物载体的应用，其特征在于：所述的药物活

性成分包括抗癌剂、抗生素、激素、激素拮抗剂、白细胞介素、干扰素、生长因子、

肿瘤坏死因子、内毒素、淋巴毒素、尿激酶、链激酶、组织纤溶酶原激活剂、蛋白

酶抑制剂、烷基磷酸胆碱、放射性同位素标记成分、反义DNA、小RNA、抗体、

光动力治疗药物、心血管系统药物、胃肠道系统药物、神经系统药物中一种或多种

的混合物。

7.根据权利要求6所述的氧化石墨烯药物载体的应用，其特征在于：所述的抗癌剂

包括紫杉醇、喜树碱、酞菁、表柔比星、多西他赛、吉西他滨、顺铂、卡铂、泰素、

丙卡巴肼、环磷酰胺、放线菌素D、柔红霉素、依托泊苷、他莫昔芬、阿霉素、丝

裂霉素、博来霉素、普卡霉素、反铂、长春碱、甲氨蝶呤中一种或多种的混合物。

说 明 书

技术领域

本发明属于纳米药物载体领域，具体涉及一种氧化石墨烯药物载体及其制备方法和

应用。

背景技术

药物载体是指能够负载药物并能改变药物进入体内的方式和在体内的分布、控制药

物的释放速率并将药物输送到靶向器官的体系。纳米技术是当前的研究热点之一，

其核心就是利用纳米材料的特殊性能来实现一般材料无法达到的功能和用途。纳米

材料可以自由进入细胞，并富集在肿瘤组织中。利用纳米材料的特殊性，与药物联

合使用，可减少药物的使用剂量，并使其具有相应的靶向性。人血清白蛋白是是由

585个氨基酸残基组成的单链无糖基蛋白质，具有结合、运输内源性与外源性物质

和维持血浆pH、胶体渗透压稳定等生理活性，具备良好的生物相容性、生物可降

解性、生物可利用性。人血清白蛋白与抗肿瘤药物相结合，可以通过与血管内皮细

胞和肿瘤细胞表面的特异性受体结合而实现主动靶向，并降低抗肿瘤药物的毒副作

用。

传统药物载体往往存在载药量低、制备工艺复杂、稳定性差、细胞毒性大等问题。

并且，传统药物载体的尺寸较大，使其难以通过粘膜或体循环将药物递送至靶组织。

因此，有必要发展一种制备简单，载药量、稳定性及生物相容性均令人满意的新型

纳米药物运输载体。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氧化石墨烯药物载体及其制备方法和应用，这是一种简

单、快速、耗能少、易于规模化的制备新型纳米药物载体的方法，该方法所制成的

氧化石墨烯药物载体，提供了一种新的药物控释方式和途径，可显著提高药物的生

物利用度，降低药物的毒副作用，提高药物的治疗效果。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种氧化石墨烯药物载体，是在氧化石墨烯上吸附具有生物相容性的人血清白蛋白，

作为药物的运输载体，通过吸附作用负载药物活性成分。所述的氧化石墨烯为直径

10 nm – 2 μm的单层或多层氧化石墨烯。具体步骤如下：

（1）以水为溶剂，配制氧化石墨烯悬浊液，浓度为1 μg/mL ~ 100 mg/mL；

（2）以水为溶剂，配制人血清白蛋白水溶液，浓度为1 μg/mL ~ 100 mg/mL；

（3）将步骤（1）溶液与步骤（2）溶液充分混合；

（4）向步骤（3）混合液中加入至少一种药物，充分搅拌混匀；

（5）将步骤（4）混合液超滤，收集沉淀物，2 ~ 8 ℃冷藏。

所述的药物活性成分包括抗癌剂、抗生素、激素、激素拮抗剂、白细胞介素、干扰

素、生长因子、肿瘤坏死因子、内毒素、淋巴毒素、尿激酶、链激酶、组织纤溶酶

原激活剂、蛋白酶抑制剂、烷基磷酸胆碱、放射性同位素标记成分、反义DNA、

小RNA、抗体、光动力治疗药物、心血管系统药物、胃肠道系统药物、神经系统

药物中一种或多种的混合物。

所述的抗癌剂包括紫杉醇、喜树碱、酞菁、表柔比星、多西他赛、吉西他滨、顺铂、

卡铂、泰素、丙卡巴肼、环磷酰胺、放线菌素D、柔红霉素、依托泊苷、他莫昔芬、

阿霉素、丝裂霉素、博来霉素、普卡霉素、反铂、长春碱、甲氨蝶呤中一种或多种

的混合物。

所述的药物活性成分具有如等式1计算的0至100%的负载分数：

负载分数（%）= （1）

本发明的药物载体可用于疾病的治疗。应用本发明药物载体的疾病包括胃癌、肺癌、

乳癌、卵巢癌、肝癌、支气管癌、鼻咽癌、喉癌、胰腺癌、膀胱癌、结肠癌和宫颈

癌。本发明的药物载体中所包含的药物活性成分的种类可根据所期望的应用而变化。

也就是说，本发明的药物载体可用于多种医疗应用中。

本发明还涉及包含所述药物载体和至少一种可药用载体的药物组合物。对于负载于

本发明药物组合物中的药物活性成分的种类和本发明药物组合物所应用的疾病的种

类没有特别限制，例如，它们与本发明药物载体中的那些相同。对于可用于所述药

物组合物中的载体的种类没有特别限制。医学应用中可用的一般载体和赋形剂均可

用于本发明中，它们的具体实例包括但不限于，离子交换树脂、氧化铝、硬脂酸铝、

卵磷脂、血清蛋白、缓冲物质、水、盐和电解质、胶体二氧化硅、三硅酸镁、聚乙

烯比咯烷酮、基于纤维素的基质、聚乙二醇、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸类、蜡和

羊毛脂。本发明的药物组合物还可包含选自，但不限于，润滑剂、润湿剂、乳化剂、

助悬剂和防腐剂的至少一种添加剂。本发明的药物载体或药物组合物可制备成各种

剂型，例如包括，但不限于，胃肠外施用的水溶性溶液、无菌注射制剂。

本发明的显著优点在于：

（1）药物载体制备简单。整个过程不涉及化学反应。

（2）药物载体毒性小。氧化石墨烯及人血清白蛋白本身对细胞基本没有毒性，具

有很好的生物学安全性。

（3）可实现药物活性组分的无损装载。氧化石墨烯和人血清白蛋白通过吸附方式

结合药物分子，从而避免了共价键合对药物分子结构的损伤。

（4）可实现药物缓释。由于药物以吸附方式负载于药物载体上，其活性组分易于

从药物载体上释放，并保持缓慢的释放速率，有利于长时间保持药效。

（5）可实现靶向给药。人血清白蛋白与抗肿瘤药物相结合，可以通过与血管内皮

细胞和肿瘤细胞表面的特异性受体结合而实现主动靶向，同时可降低抗肿瘤药物的

毒副作用。

附图说明

图1是不同浓度GO-HSA时HeLa细胞的存活率；

图2是不同浓度GO-HSA-DOX、DOX时HeLa细胞的存活率；

图3是GO-HSA-DOX分别在pH 7.4、5.5时的DOX释放率。

具体实施方式

下面的实施例将为本发明作进一步阐明，并将作为本发明的内容。然而，这些实施

例不应视为是对本发明范围的限制。

实施例1

氧化石墨烯（GO）的制备

0.2 g碳黑加入50 ml HNO₃（25 ml浓HNO₃加入25 ml

水），130℃加热回流24 h，冷却至室温后8000 rpm离心10 min，取上清液加热至

150℃蒸发得到红褐色固体，向固体中加入4 ml水混合均匀得到红褐色溶液，用透

过分子量为3500的透析袋透析24 h，取出透析袋内液加入

Na₂CO₃溶液将pH调至中性，再继续将内液透析3 d，

得到氧化石墨烯溶液，存于4℃备用。

实施例2

氧化石墨烯-人血清白蛋白（GO-HSA）的制备、稳定性及细胞毒性

GO与HSA以质量比1：5混合震荡1 h后，将GO-HSA分别置于

H₂O、PBS、1640细胞培养液、小牛血清中使终浓度为400 μg/ml，以

12000 rpm离心10 min后，未见沉淀，各溶剂中的GO-HSA依然分散均匀，稳定

性良好。将HeLa细胞接种于96孔板中，24 h后将GO-HSA加入孔板中形成浓度

梯度，同时加入培养基进行培养，24 h后加入MTT染料，3.5 h后加入DMSO混

合均匀，10 min后用读板器读取OD值。结果如图1所示，可以看出即使是高浓度

的GO-HSA对细胞基本上也是无毒的。

实施例3

氧化石墨烯-人血清白蛋白-阿霉素（GO-HSA-DOX）的制备及细胞毒性

将GO-HSA及DOX以质量比1：5：1混合震荡1 h后，超滤以去掉未结合的DOX，

沉淀用PBS重新溶解均匀，放于4℃冰箱备用。将HeLa细胞接种于96孔板中，

24 h后将GO-HSA-DOX加入孔板中形成浓度梯度，同时加入培养基进行培养，

24 h后加入MTT染料，3.5 h后加入DMSO混合均匀，10min后用读板器读取OD

值。结果如图2所示，可以看出总体上GO-HSA-DOX比单纯DOX杀灭癌细胞的

效果更好。

实施例4

阿霉素（DOX）的释放

分别用pH=7.4、5.5的PBS将GO-HSA-DOX溶解30、60、120、240、360、

480min后进行超滤，测滤液的荧光值，计算DOX分别在pH=7.4、5.5的PBS中的

释放率。结果如图3所示，可以看出在酸性条件下（pH=5.5）GO-HSA-DOX更能

够持续、缓慢的释放更多的DOX。由此推测，在肿瘤组织的酸性环境中GO-HSA-

DOX能够持续、缓释DOX。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修

饰，皆应属本发明的涵盖范围。