采用改性Hummers法制備了氧化石墨烯，并探索了其在生物醫(yī)學(xué)方面作為納米藥物載體的應(yīng)用。通過超聲、振蕩等方法制備了氧化石墨烯-鹽酸阿霉素(GO-DXR)，采用高分辨透射電鏡(HRTEM)、傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)、紫外-可見分光光譜(UVVis)等測試方法對GO 負(fù)載DXR 前后的形貌和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究。DXR 在GO 上的負(fù)載量高達(dá)4.6mg/mg，DXR 的釋放量可通過pH 值控制，說明GO 與XR之間依靠氫鍵作用結(jié)合。

1、引言

　　隨著納米技術(shù)和生物藥物的日益發(fā)展，納米藥物載體成為熱門的研究領(lǐng)域。納米藥物載體可以高效負(fù)載藥物、靶向傳遞藥物及可控地釋放藥物，并且可以延長藥物作用時(shí)間，具有生物相容性及毒副作用小等優(yōu)點(diǎn)。納米藥物載體可分為納米粒、納米脂質(zhì)體、聚合物膠束及納米磁性顆粒。常見的納米藥物載體有碳納米管、微球、脂質(zhì)體或鐵氧體磁性粒子等，它們通過表面吸附、氫鍵、嵌入或其他反應(yīng)負(fù)載藥物。

　　石墨烯是一種具有二維蜂窩狀結(jié)構(gòu)的新型納米材料，它具有優(yōu)異的力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)和光學(xué)性能，在生物醫(yī)藥、生物傳感器及電化學(xué)等方面具有潛在的應(yīng)用。近年來，一些學(xué)者探索了石墨烯在生物醫(yī)藥方面的應(yīng)用，特別是生物靶向及藥物傳遞方面，取得了一定的成果。石墨烯具有較大的比表面積，可以通過其上下表面及其邊緣負(fù)載藥物，負(fù)載能力比其它納米材料高很多。當(dāng)石墨烯被氧化成氧化石墨烯后，結(jié)構(gòu)中增加了羧基、羥基及環(huán)氧基團(tuán)，提高了氧化石墨烯的水溶性，使氧化石墨烯更加易于在人體血液中溶解、流動(dòng)。戴宏杰課題組研究了聚乙二醇化的納米氧化石墨烯作為抗癌藥物載體，通過非共價(jià)鍵吸附抗癌藥物;同時(shí)，功能化的氧化石墨烯具有生物相容性及無毒性，可以高效地負(fù)載抗癌藥物。張立明等研究了功能化的氧化石墨烯能夠高效負(fù)載兩種抗癌藥物，并對乳腺癌細(xì)胞具有特異性;兩種抗癌藥物聯(lián)合負(fù)載對癌細(xì)胞產(chǎn)生較大的毒性，從而更有效地殺死癌細(xì)胞。楊曉英等報(bào)道了氧化石墨烯可以高效負(fù)載鹽酸阿霉素，同時(shí)在不同pH 值下可以控制藥物的釋放，從而達(dá)到更好的醫(yī)療效果。

　　因此，本文研究了鹽酸阿霉素(DXR)在氧化石墨烯(GO)上的高效負(fù)載，負(fù)載率高于其它文獻(xiàn)報(bào)道，并考慮到人體血液的流動(dòng)速率，采用靜態(tài)透析，控制藥物在不同pH 值下的釋放。同時(shí)，利用紅外光譜及紫外可見光譜對DXR在GO 上的吸附作用進(jìn)行了分析。

2、實(shí)　驗(yàn)

　　2.1、氧化石墨烯的制備

　　通過改性Hummers法制備氧化石墨烯。首先，在69mL 濃H2SO4 中加入1.5gNaNO3、3g天然石墨和9gKMnO4，將溫度調(diào)節(jié)至0℃，攪拌一段時(shí)間。隨后，升溫至35℃，攪拌反應(yīng)1h。之后，加入138mL去離子水，升高溫度至98℃，再加入420mL去離子水和30mL雙氧水。對反應(yīng)后的溶液進(jìn)行熱濾，并用5%的鹽酸清洗，得到氧化石墨。將氧化石墨溶于水中并超聲1.5h，離心取上層液體，再次溶于一定量濃鹽酸中，離心得下層沉淀，在65℃下干燥24h即得氧化石墨烯。

　　2.2、鹽酸阿霉素(DXR)在氧化石墨烯(GO)上的負(fù)載

　　稱量一系列不同質(zhì)量的DXR 溶于0.16mg/mL的GO 溶液中，超聲1h，在黑暗條件下于振蕩器上反應(yīng)12h。對反應(yīng)液于14000r/min下高速離心1h，取上層清液，通過紫外可見分光光度計(jì)在485nm 處測量其吸光度，從而可以確定上清液的濃度，計(jì)算出DXR 在GO 上的單位負(fù)載量，單位負(fù)載量計(jì)算可依據(jù)式(1):

　　2.3、鹽酸阿霉素在氧化石墨烯上的釋放

　　取某一濃度的9mLGO-DXR溶液，將其均分為3份，置于透析袋中，分別放于80mLpH 值為4.00、6.86和9.18的磷酸緩沖溶液中，靜置，透析1d，隨后在不同時(shí)間點(diǎn)測量外透析液的吸光度，從而計(jì)算得DXR的釋放量，釋放百分量的計(jì)算可依據(jù)式(2):

　　2.4、微觀結(jié)構(gòu)分析

　　通過高分辨透射電子顯微鏡(HRTEM，JEOL3010)對制備的GO 和GO-DXR的結(jié)構(gòu)和表面形貌進(jìn)行表征，用紅外光譜儀(FT-IR，NicoletNexus670)和紫外-可見分光光度計(jì)(UV，TU1810)對樣品的組成進(jìn)行分析。

結(jié)論

　　(1)　采用改性Hummers法制備了氧化石墨烯，通過簡單超聲、振蕩等方法將鹽酸阿霉素負(fù)載在氧化石墨烯上;并通過紅外光譜及紫外-可見光譜分析可知，鹽酸阿霉素與氧化石墨之間的作用為氫鍵反應(yīng)。

　　(2)　鹽酸阿霉素在氧化石墨烯上的負(fù)載量較其他納米材料高很多，其負(fù)載量高達(dá)4.6mg/mg，因此氧化石墨烯在納米藥物載體方面具有潛在的優(yōu)勢。

　　(3)　GO-DXR在不同pH 值下靜態(tài)透析的釋放情況表明，鹽酸阿霉素在酸性條件下的釋放量最高，符合腫瘤細(xì)胞中pH 的環(huán)境，從而在生物醫(yī)學(xué)方面易于控制藥物的釋放。