《基於單分散氧化石墨烯藥物控釋膠囊的構建與特性研究》是依託山東大學，由張人傑擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於單分散氧化石墨烯藥物控釋膠囊的構建與特性研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張人傑
- 依託單位：山東大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
薄層氧化石墨烯(graphene oxide, GO) 微納米片具有僅幾個碳原子層厚的平面結構，可通過π-π電子堆積等作用吸附裝載疏水藥物，GO表面電荷的斥力使GO微納米片彼此分離，提高其負載的疏水藥物的水溶性。然而相對於其它微納米粒子而言，GO在載藥及藥物控釋方面是否具有獨特優異性能是亟待解決的關鍵科學問題。本項目將製備3-6種2μm-50nm範圍內的單分散GO，分別在單分散GO和多分散GO表面吸附疏水藥物後作為核心，通過層層自組裝包覆不同取代基的殼聚糖/海藻酸鈉生物大分子殼層和納米金殼層，得到含GO-藥物的生物兼容膠囊；通過納米金吸收近紅外光發熱誘導生物大分子構象變化提高壁層通透性，實現藥物的遠程控釋；比較研究近紅外光遠程控釋藥物與溫度或鹽濃度控釋藥物動力學的異同；在核心中以其它單分散微納米粒子取代單分散GO組裝生物兼容膠囊，比較研究單分散GO在載藥、藥物協同作用及控釋方面的特性。
結題摘要
本課題針對小尺寸氧化石墨烯(graphene oxide，GO)納米片難以作為膠囊模板、超小GO難以製備純化，以及如何利用GO提高含多巴胺（dopamine, DA）等痕量生物分子的多組分電催化同步檢測性能、獲得高表面晶胞（MnO2、Pt）利用率的催化材料等問題開展工作。首先攻克小尺寸GO納米片極易被大分子橋聯聚集的嚴峻問題，結合雙電層原理提出了利用短鏈分子及通過加入適量鹽提高分子鏈柔性作為有效解決方案的機理，為製備GO作模板的納米膠囊提供了保障。以負載疏水藥物紫杉醇（paclitaxel, PTX）的GO為核心模板、在壁內組裝金納米粒子，實現了藥物的儲存穩定性和在中性pH值下通過近紅外光遠程輻照4 min內達到突釋平衡；優於文獻中GO負載的藥物只能在低pH =2時 (而癌細胞的pH為5.6 - 7.6)才能釋放的結果。用高碘酸法得到橫向尺寸20-40 nm的超小GO，探討了滲析作為純化的依據和關鍵技術細節，研究了超小GO的螢光及pH回響機理。以橫向尺寸30-500 nm的GO為模板、利用GO被KMnO4氧化產生的CO2等產物鼓脹KMnO4的還原產物MnO2，並以快速冷凍乾燥得到了具有大比表面（228.2 m2/g）的、直徑為30-500 nm的超薄MnO2納米空心球，厚僅3.7 nm的球壁由5層δ-MnO2晶型的[MnO6]晶胞組成，界面晶胞利用率高，催化降解有機物的單位降解量15倍於文獻報導的最大值。以DA和不同尺寸GO作為前驅體，調控了氮摻雜石墨烯氣凝膠(nitrogen-doped graphene aerogels，NGAs) 的孔徑和比表面，提出了由小尺寸GO形成的緻密小孔結構是實現低檢測限、寬線性範圍電催化同步檢測包括痕量DA生物分子多組分的關鍵因素。通過小孔NGA誘導產生並負載了具有優勢暴露(111)晶面的、抗毒性超薄Pt納米片，其表面Pt原子比高達28%，故高效電催化氧化甲醇。本課題既有助於深入了解不同尺寸GO的製備純化和基本屬性，也可促進利用GO研發可控組裝體系、高性能藥物載體和催化劑。
