專利名稱：一種淋巴管識別的碳納米球的制備方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種淋巴管識別的碳納米球的制備方法，具體涉及一種碳納米球的制備和表面修飾技術(shù)。本方法屬于納米材料的制備和表面修飾領域。
背景技術(shù)：
隨著富勒烯和碳納米管的發(fā)現(xiàn)，激起了全世界范圍內(nèi)對碳材料的研究熱潮。生物質(zhì)碳源作為一種可再生的碳源，因在自然界中分布廣泛，且廉價易得而得到了人們的青睞。由生物質(zhì)碳源水熱法制備碳納米材料具有綠色環(huán)保無污染的特點，實驗過程中沒有引入任 何引發(fā)劑以及有毒溶劑，得到的炭球粒徑均勻，大小可控，同時表面含有大量活性官能團，具有優(yōu)良的親水性和表面反應活性，可應用于生物化學、生物診斷以及藥物傳輸領域，也可以作為制備核殼結(jié)構(gòu)材料或者多孔材料的模板等等，具有令人欣喜的應用前景。進一步地，最近的研究表明，碳納米球等碳納米材料具有很好的發(fā)光性能，能應用于細胞成像中(J.Y. Fan, P. K. Chu, small 2010, 19(6)，2080-2098)。但關(guān)于碳納米材料的靶向成像未見報道。眾所周知，淋巴管異?？蓪е氯缌馨退[和腫瘤轉(zhuǎn)移等嚴重疾病。但是，隨著淋巴管內(nèi)皮細胞特異性標志物的發(fā)現(xiàn)和淋巴管生成的分子機制的深入研究，使得淋巴管生成的調(diào)控在分子水平上取得了很大進步，這為淋巴管生成的靶向誘導與抑制提供了新方向，同時為淋巴管疾病的早期診斷提供了依據(jù)。其中，一種重要的淋巴管內(nèi)皮細胞特異性標志物為淋巴管內(nèi)皮透明質(zhì)酸受體-1(lymphatic vessel endothelial HA receptor, LYVE-1)。LYVE-1是具有332個氨基酸殘基的I型膜蛋白，其配體為透明質(zhì)酸或其鹽。因此，以透明質(zhì)酸或其鹽為配體，制備碳納米材料的生物分子熒光標記探針，將對淋巴管疾病具有靶向的診斷和治療作用。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種以生物質(zhì)碳源為原料，通過水熱法制備碳納米球，以及提供以透明質(zhì)酸鹽為配體，通過1-乙基-3- (3- 二甲基氨丙基)-碳化二亞胺(EDC)和N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)的偶聯(lián)反應，對碳納米球進行表面透明質(zhì)酸鹽修飾。一種淋巴管識別的碳納米球的制備方法，其特征在于，包括以下步驟
a、碳納米球的制備配制濃度為15 150g/L的生物質(zhì)碳源溶于去離子中，充分攪拌后轉(zhuǎn)入帶有聚四氟乙烯內(nèi)膽的高壓反應釜，在80 200°C條件下，反應時間I 24小時，反應結(jié)束后，反應釜自然冷卻到約60°C，用乙醇和去離子水依次洗滌數(shù)次，離心分離，真空烘干，得到碳納米球；
b、透明質(zhì)酸鹽的表面改性配制濃度為10 200g/L的透明質(zhì)酸鹽溶液，其分子量為2000 20000，在攪拌條件下，緩慢加入與透明質(zhì)酸鹽摩爾比為1:1的偶聯(lián)劑，室溫下反應6 24小時，然后將反應溶液加入透析袋中，在去離子水中透析3 7天，得溶液a ；
C、碳納米球的表面修飾將與透明質(zhì)酸鹽等質(zhì)量的碳納米球超聲分散于溶液a中，在攪拌條件下，緩慢加入與碳納米球比為1:1的偶聯(lián)劑，室溫下反應6 24小時，得溶液b ；
d、透明質(zhì)酸鹽修飾碳納米球的制備將溶液a緩慢加入溶液b中，在室溫條件下，攪拌
0.5 2小時，反應后溶液經(jīng)離心、沉淀、洗滌，干燥后，得到淋巴管識別的碳納米球。所述的生物質(zhì)碳源為纖維素、可溶性淀粉、殼聚糖、蔗糖、葡萄糖中的一種。所述的透明質(zhì)酸鹽為透明質(zhì)酸鈣、透明質(zhì)酸鋅、透明質(zhì)酸鉍鉀、透明質(zhì)酸鈉中的一種。所述的偶聯(lián)劑為1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)_碳化二亞胺(EDC)和N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)，其中EDC和NHS的摩爾比為1:1。本發(fā)明的優(yōu)點在于
(I)本發(fā)明以生物質(zhì)碳源為原料制備碳納米球。所用原料生物安全性高、毒性小，碳納 米球表面具有豐富的含氧基團，易于進一步功能化。(2)本發(fā)明中采用透明質(zhì)酸鹽為修飾劑，對淋巴管具有良好的特異性，有利于提高碳納米球的祀向性。(3)本發(fā)明制備方法工藝簡單，可操作性強，連接效率高。


圖1為以可溶性淀粉為碳源，所制備的透明質(zhì)酸鈉修飾的碳納米球掃描電鏡照片。圖2為以葡萄糖為碳源，所制備的透明質(zhì)酸鈉修飾的碳納米球掃描電鏡照片。圖3為以蔗糖為碳源，所制備的透明質(zhì)酸鈉修飾的碳納米球掃描電鏡照片。
具體實施例方式以下通過具體的實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步描述。以下的實施例是對本發(fā)明的進一步說明，而不限制本發(fā)明的范圍。實施例1:1、碳納米球的制備
將I g可溶性淀粉溶于20 mL去離子中，充分攪拌配制成濃度為50g/L的反應液。將反應液轉(zhuǎn)入帶有25 ml聚四氟乙烯內(nèi)膽的高壓反應釜，在160°C條件下，反應時間12小時，反應結(jié)束后，反應釜自然冷卻到約60°C，用乙醇和去離子水依次洗滌數(shù)次，離心分離，真空烘干，得到碳納米球。2、透明質(zhì)酸鹽的表面改性
將0.1 g，分子量為10000的透明質(zhì)酸鈉(I X 10_5 mol)充分溶解于pH=7. 4，10 mL緩沖溶液中，充分攪拌配制成濃度為10g/L的反應液。在攪拌條件下，緩慢加入I X IO-5Hiol的EDC和NHS，室溫下反應12小時。然后將反應溶液加入透析袋中，在去離子水中透析7天，得溶液a。3、碳納米球的表面修飾
將與0.1 g的碳納米球(8 X 1(T3 mol)超聲分散于溶液a中,在攪拌條件下,緩慢加A 8 X 10_3 mol的EDC和NHS，室溫下反應12小時，得溶液b。4、透明質(zhì)酸鹽修飾碳納米球的制備將溶液a緩慢加入溶液b中，在室溫條件下，攪拌I小時。反應后溶液經(jīng)離心、沉淀、洗滌，干燥后，得最終產(chǎn)物。圖1為以可溶性淀粉為碳源，所制備的透明質(zhì)酸鈉修飾的碳納米球掃描電鏡照片。由圖可見，碳納米球尺寸約100 nm,有連接現(xiàn)象。實施例2:1、碳納米球的制備
將1.1 g葡萄糖溶于20 mL去離子中，充分攪拌配制成濃度為55g/L的反應液。將反應液轉(zhuǎn)入帶有25 ml聚四氟乙烯內(nèi)膽的高壓反應釜，在200 0C條件下，反應時間6小時，反應結(jié)束后，反應釜自然冷卻到約60°C，用乙醇和去離子水依次洗滌數(shù)次，離心分離，真空烘干，得到碳納米球。2、透明質(zhì)酸鹽的表面改性
將0. 5 g，分子量為2000的透明質(zhì)酸鈣(2. 5 X 10_4 mol)充分溶解于pH=5，10 mL緩沖溶液中，充分攪拌配制成濃度為50g/L。的反應液在攪拌條件下，緩慢加入2. 5 X 10_4mol的EDC和NHS，室溫下反應24小時。然后將反應溶液加入透析袋中，在去離子水中透析3天，得溶液a。3、碳納米球的表面修飾
將與0. 5 g的碳納米球(4. 2 X 1(T2 mol)超聲分散于溶液a中,在攪拌條件下,緩慢加入4. 2 X 10_2 mol的EDC和NHS，室溫下反應24小時，得溶液b。4、透明質(zhì)酸鹽修飾碳納米球的制備
將溶液a緩慢加入溶液b中，在室溫條件下，攪拌0. 5小時。反應后溶液經(jīng)離心、沉淀、洗滌，干燥后，得最終產(chǎn)物。圖2為以葡萄糖為碳源，所制備的透明質(zhì)酸鈉修飾的碳納米球掃描電鏡照片。由圖可見，碳納米球尺寸約100 nm，有坍塌現(xiàn)象。實施例3 1、碳納米球的制備
將2. 05g (6 X 1(T3 mol)鹿糖溶于20 mL去離子中，充分攪拌配制成濃度為102. 5g/L的反應液。將反應液轉(zhuǎn)入帶有25 ml聚四氟乙烯內(nèi)膽的高壓反應釜，在100°C條件下，反應時間20小時，反應結(jié)束后，反應釜自然冷卻到約60°C，用乙醇和去離子水依次洗滌數(shù)次，離心分離，真空烘干，得到碳納米球。2、透明質(zhì)酸鹽的表面改性
將2 g，分子量為14000的透明質(zhì)酸鈣(1. 4 X 10_4 mol)充分溶解于pH=5，10 mL緩沖溶液中，充分攪拌配制成濃度為200g/L。在攪拌條件下，緩慢加入1.4 X 10_4mol的EDC和NHS，室溫下反應16小時。然后將反應溶液加入透析袋中，在去離子水中透析7天，得溶液a。3、碳納米球的表面修飾
將與2 g的碳納米球(0. 16 mol)超聲分散于溶液a中,在攪拌條件下,緩慢加入0. 16mol的EDC和NHS，室溫下反應16小時，得溶液b。4、透明質(zhì)酸鹽修飾碳納米球的制備
將溶液a緩慢加入溶液b中，在室溫條件下，攪拌2小時。反應后溶液經(jīng)離心、沉淀、洗滌，干燥后，得最終產(chǎn)物。 圖3為以蔗糖為碳源，所制備的透明質(zhì)酸鈉修飾的碳納米球掃描電鏡照片。由圖可見，碳納米球尺寸約300 nm,有連接現(xiàn)象。
權(quán)利要求
1.一種淋巴管識別的碳納米球的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 a、碳納米球的制備配制濃度為15 150g/L的生物質(zhì)碳源溶于去離子中，充分攪拌后轉(zhuǎn)入帶有聚四氟乙烯內(nèi)膽的高壓反應釜，在80 200°C條件下，反應時間I 24小時，反應結(jié)束后，反應釜自然冷卻到約60°C，用乙醇和去離子水依次洗滌數(shù)次，離心分離，真空烘干，得到碳納米球； b、透明質(zhì)酸鹽的表面改性配制濃度為10 200g/L的透明質(zhì)酸鹽溶液，其分子量為2000 20000，在攪拌條件下，緩慢加入與透明質(zhì)酸鹽摩爾比為1:1的偶聯(lián)劑，室溫下反應6 24小時，然后將反應溶液加入透析袋中，在去離子水中透析3 7天，得溶液a ； C、碳納米球的表面修飾將與透明質(zhì)酸鹽等質(zhì)量的碳納米球超聲分散于溶液a中，在攪拌條件下，緩慢加入與碳納米球比為1:1的偶聯(lián)劑，室溫下反應6 24小時，得溶液b ； d、透明質(zhì)酸鹽修飾碳納米球的制備將溶液a緩慢加入溶液b中，在室溫條件下，攪拌0.5 2小時，反應后溶液經(jīng)離心、沉淀、洗滌，干燥后，得到淋巴管識別的碳納米球。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種淋巴管識別的碳納米球的制備方法，其特征在于，所述的生物質(zhì)碳源為纖維素、可溶性淀粉、殼聚糖、蔗糖、葡萄糖中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種淋巴管識別的碳納米球的制備方法，其特征在于，所述的透明質(zhì)酸鹽為透明質(zhì)酸鈣、透明質(zhì)酸鋅、透明質(zhì)酸鉍鉀、透明質(zhì)酸鈉中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種淋巴管識別的碳納米球的制備方法，其特征在于，所述的偶聯(lián)劑為1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亞胺(EDC)和N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)，其中EDC和NHS的摩爾比為1:1。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種淋巴管識別的碳納米球及其制備方法。以生物質(zhì)碳源為原料，通過水熱法制備碳納米球。進一步地，以透明質(zhì)酸鹽為配體，通過1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亞胺(EDC)和N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)的偶聯(lián)反應，對碳納米球進行表面透明質(zhì)酸鹽修飾。本發(fā)明的特點在于以生物質(zhì)碳源為原料制備碳納米球。所用原料生物安全性高、毒性小，碳納米球表面具有豐富的含氧基團，易于進一步功能化。采用透明質(zhì)酸鹽為修飾劑，對淋巴管具有良好的特異性，有利于提高碳納米球的靶向性。制備方法簡單，可操作性強，連接效率高。
文檔編號A61K47/36GK102989013SQ20121053621
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月13日
發(fā)明者朱君, 周涓, 何丹農(nóng) 申請人:上海納米技術(shù)及應用國家工程研究中心有限公司