[发明专利]一种水溶性富勒烯及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及化工领域，特别是一种水溶性富勒烯及其应用。

背景技术

作为碳元素的第三种同素异形体富勒烯家庭的发现，是上世纪自然科学发展史最重要的突破之一。Kroto等三人也因为他们在富勒烯研究中开创性的工作而荣获1996年诺贝尔化学奖。富勒烯以其独特的结构和性质倍受人们重视，近十年来，几乎全世界所有著名大学和研究所的科学家都进行了与富勒烯有关的研究。它已成为当今物理、化学、材料及生命科学研究者共同关心的课题。富勒烯分子的重要科学意义，被美国《Science》杂志评为1991年的“明星分子”。在纳米材料中，包括富勒烯、碳纳米管在内的碳纳米材料一直是近年来国际科学的前沿领域之一。富勒烯是由60个碳原子组成的球形分子，包含12个五元环和20个六元环，直径为0.71nm。近年来,富勒烯在生物医药领域的研究相当引人瞩目,研究发现富勒烯具有多种特殊的生物学效应：(1)可抑制多种酶的活性，包括 HIV 蛋白酶以及逆转录酶；(2)对肿瘤细胞显示出细胞毒性；(3)具有神经保护剂的作用；(4)还具有在可见光照射下产生氧自由基、切割 DNA的作用。

富勒烯作为一种优良的光敏剂表现在其在可见光照射的情况下可以产生活性氧，活性氧包括单线态氧、超氧负离子等。富勒烯光照下产生活性氧为高度反应性的，并且可以表现出明显的细胞毒性，比如裂解细胞中的DNA，抑制细胞的有丝分裂以及生长，还可以抑制细胞蛋白水解酶的活性。由此推断，富勒烯可以用于肿瘤的治疗。为此利用富勒烯作为光敏剂开展光动力疗法，即使其在肿瘤组织中蓄积，利用光照产生活性氧来选择性的破坏肿瘤组织。

透明质酸（HA），又名玻尿酸，是一种酸性粘多糖，它是一种水溶性高分子聚合物，具有良好的生物可吸收性、生物兼容性、黏稠性及保水性。在细胞膜的表面有4类透明质酸的特定受体—CD44(CD分化群)、RHAMM(HA中介的游动性受体)、IVd4及LEC(肝内皮细胞受体)，其中CD44在肿瘤细胞中的含量较高，而且不同的肿瘤细胞所含有的CD44的结构也不同。受体介导的肿瘤靶向性透明质酸纳米药物载体的研究。有报道证明，CD44可以抑制细胞的凋亡，其与单克隆抗体类(mAbs)或HA结合，不仅能抑NT淋巴细胞的凋亡，还能提高B淋巴细胞的存活率。它具有很好的靶向作用，无毒，并且能够抑制癌细胞扩张。

目前将富勒烯表面接枝一种具有靶向肿瘤细胞作用的高分子水溶性聚合物透明质酸，得到一种新的水溶性富勒烯，及其作为光敏剂和药物转运载体在肿瘤治疗中的应用尚未见报道，因此，本发明的研制成功具有统计学上的意义和实际的临床意义。

发明内容

针对上述情况，为解决现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种水溶性富勒烯及其应用，可有效解决现有肿瘤治疗药物副作用大、不能很好的抑制肿瘤细胞增殖的问题。

其解决的技术方案是：一种富勒烯-透明质酸聚合物，即水溶性富勒烯，它是在原始的富勒烯经过纯化处理的基础上，与氨化试剂反应，将富勒烯表面连接上反应活性较强的氨基后，再与透明质酸反应，生成富勒烯-透明质酸聚合物，其中，透明质酸和富勒烯的质量含量比为0.18-0.25:1。

水溶性富勒烯的制备方法，包括以下步骤：

1）将氨化试剂20ml和氢氧化钠1g混合，再加入水和无水乙醇的重量比为1：5的混合溶剂60ml，搅拌均匀后，逐滴加入含有富勒烯的有机溶液50ml，在30-50℃、200r/min下搅拌反应1-7天，除去上层的有机溶剂，蒸除水和无水乙醇的混合溶剂，再用无水乙醇或甲醇500ml抽滤洗涤15次，在20-60℃下，真空干燥24-72h，得氨基富勒烯；所述的氨化试剂为乙二胺、1,3-丙二胺、1,6-己二胺中的一种；所述的含有富勒烯的有机溶液由富勒烯和有机溶剂组成，每1ml的有机溶液中含富勒烯1mg；所述的有机溶剂为甲苯、苯、四氢呋喃中的一种或两种以上的混合物；

2）称取上述得到的氨基富勒烯50mg与透明质酸80mg、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐(EDC·HCl) 160mg、N-羟基琥珀酰亚胺（NHS）120mg在20ml甲酰胺或N，N-二甲基甲酰胺中混合均匀，在40-60℃、200r/min下搅拌反应24h，再用无水乙醇或丙酮500ml抽滤洗涤20次，除去未反应的1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐、N-羟基琥珀酰亚胺和透明质酸，在20-60℃下，真空干燥24-72h，得富勒烯-透明质酸聚合物，即水溶性富勒烯。

富勒烯-透明质酸聚合物作为光敏剂在肿瘤治疗中的应用分为体外和体内两部分：