阅读说明：本技术 一种姜黄素-氧化石墨烯纳米复合材料及制备方法 (Curcumin-graphene oxide nanocomposite and preparation method thereof ) 是由 胡小玲 张怡轩 管萍 丁敏玲 梅坤 于 2020-07-08 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种姜黄素-氧化石墨烯纳米复合材料及制备方法,是一种氧化石墨烯为载体新型姜黄素给药系统的制备方法。该制备方法针对当前技术中姜黄素水溶性差、生物利用度低、负载量小、淀粉样纤维抑制剂类型单一的问题,利用氧化石墨烯大比表面积、光热转换性能、大量含氧官能团,通过溶液共混法制备了姜黄素-氧化石墨烯纳米复合材料。所制备的纳米复合材料具有负载量高,水溶性良好,近红外光照射下响应性释放性能,氧化石墨烯和姜黄素可协同与淀粉样纤维通过氢键、π-π共轭、范德华力等非共价键相互作用,对淀粉样纤维的生长或聚集有强烈的抑制作用,有望为淀粉样变疾病的治疗和控制研究提供新的药物材料和研究基础。(The invention relates to a curcumin-graphene oxide nanocomposite and a preparation method thereof, in particular to a preparation method of a novel curcumin delivery system taking graphene oxide as a carrier. Aiming at the problems of poor water solubility, low bioavailability, small load and single type of amyloid fiber inhibitor in the prior art, the preparation method utilizes the large specific surface area, the photothermal conversion performance and a large number of oxygen-containing functional groups of the graphene oxide to prepare the curcumin-graphene oxide nanocomposite through a solution blending method. The prepared nano composite material has high loading capacity, good water solubility and response release performance under near infrared light irradiation, the graphene oxide and the curcumin can cooperate with amyloid fibers to have strong inhibition effect on the growth or aggregation of the amyloid fibers through non-covalent bond interaction such as hydrogen bond, pi-pi conjugation, van der waals force and the like, and the nano composite material is expected to provide a new medicine material and a research foundation for the treatment and control research of amyloidosis diseases.)

一种姜黄素-氧化石墨烯纳米复合材料及制备方法

技术领域

本发明属于功能材料的制备技术领域，涉及一种姜黄素-氧化石墨烯纳米复合材料及制备方法，是以氧化石墨烯为载体负载姜黄素的新型姜黄素给药系统的制备方法，是一种用于与淀粉样纤维相互作用的纳米复合材料。

背景技术

蛋白质作为生命的重要载体，在机体的新陈代谢和生长发育过程中起到了不可替代的作用，正确的构象是蛋白质发挥相应生理功能的前提，而错误的折叠将导致蛋白质的空间构象发生变化，以β-折叠(β-sheet)为主要成分。蛋白质空间构象改变将导致表面的氨基酸残基分布发生变化，使得在生理过程中，蛋白质的进一步修饰和分解受到影响，继而发生聚集，形成淀粉样纤维。淀粉样纤维严重影响机体生理功能，能够引发各种疾病，如帕金森综合症、阿尔茨海默症、海绵状脑性疾病、Ⅱ型糖尿病等。

姜黄素(Curcumin，Cur)是从姜科植物姜黄的根茎中提取的疏水性多酚化合物，具有巨大的生物学和药理特性，如抗氧化、抗炎、抗菌、抗癌、保护肝脏和肾脏、调节各种免疫细胞等，姜黄素已被证实可成为淀粉样变疾病的治疗选择。但是姜黄素水溶性不好，生物利用度差，易被肝脏代谢，现有载体负载量低，严重限制了姜黄素作为抑制剂在淀粉样变疾病领域的应用。

氧化石墨烯(Graphene Oxide，GO)是石墨烯的衍生物，具有超高比表面积、良好的水溶性及生物相容性、强近红外吸收，高光热转换率，被广泛作为疏水性药物载体及近红外释药开关。GO具有大量含氧官能团，大量的活性位点，极易与淀粉样纤维相互作用，可作为淀粉样纤维的抑制剂。根据GO的特点，将其作为姜黄素的载体，制备姜黄素-氧化石墨烯纳米复合材料，可实现姜黄素的高负载量，改善姜黄素的水不溶性，在近红外光照射下实现姜黄素的响应性释放，二者可协同与淀粉样纤维通过氢键、π-π共轭、范德华力等非共价键相互作用，有望为淀粉样变疾病的治疗和控制研究提供新的药物材料。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种姜黄素-氧化石墨烯纳米复合材料及制备方法，避免现有技术中姜黄素水溶性差，负载量低，生物利用度差，淀粉样纤维抑制剂类型单一的问题。本发明的制备方法，以氧化石墨烯为载体的新型姜黄素给药系统的制备方法，该纳米复合材料可与淀粉样纤维发生强烈相互作用。

技术方案

一种姜黄素-氧化石墨烯纳米复合材料，其特征在于以氧化石墨烯为载体，负载姜黄素，其中氧化石墨烯与姜黄素浓度之比为1:0.5～1:3。

一种制备所述姜黄素-氧化石墨烯纳米复合材料的方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：将氧化石墨烯纳米片GO与蒸馏水混合，搅拌过夜，超声处理后，在3000rpm下离心处理，得到剥离单层GO水溶液；所述单层GO水溶液浓度为0.5mg/mL；

步骤2：将氧化石墨烯水溶液与姜黄素二甲基亚砜溶液混合，于室温，避光条件下搅拌反应24h，得到棕黄色液体；所述氧化石墨烯水溶液与姜黄素二甲基亚砜溶液的体积之比为1:1；所述氧化石墨烯与姜黄素浓度之比为1:0.5～1:3；

步骤3：将步骤2得到的棕黄色液体在4000rpm下离心30分钟，上清液经0.8μm滤膜过滤，以去除未反应的姜黄素固体

步骤4：将步骤3得到的滤液置于截留分子量为14000g/mol的超滤管中，于4000rpm下离心处理30分钟，以去除可溶的的游离姜黄素及多余的溶剂；

步骤5：将步骤4得到的产物用蒸馏水洗涤多次，直到超滤管中的滤液无黄色出现，将洗涤后的产物重悬于水中，得到棕黄色的姜黄素-氧化石墨烯纳米复合材料水溶液。

所述步骤1的超声处理30分钟。

所述步骤1处理离心40分钟。

所述步骤3和步骤4的离心处理30分钟。

所述步骤5采用蒸馏水洗涤5次。

有益效果

本发明提出的一种姜黄素-氧化石墨烯纳米复合材料及制备方法，首先制备剥离的单层氧化石墨烯水溶液，然后在室温、避光条件下，一定体积氧化石墨烯水溶液与不同浓度的姜黄素二甲基亚砜溶液过夜搅拌，最后使用超滤管离心、蒸馏水洗涤除去未反应的、游离的姜黄素、多余的溶剂，成功制备出姜黄素-氧化石墨烯纳米复合材料。

该制备方法条件温和，易于控制，所制备的姜黄素-氧化石墨烯纳米复合材料水溶性良好，负载量高，当氧化石墨烯水溶液与姜黄素二甲基亚砜溶液体积比为1:1，姜黄素浓度为1.5mg/mL时，负载量最高为0.213mg/mg。氧化石墨烯和姜黄素可协同与淀粉样纤维通过非共价键强烈相互作用，有望为淀粉样变疾病的治疗和控制研究提供新的药物材料和研究基础。

制备方法针对当前技术中姜黄素水溶性差、生物利用度低、负载量小、淀粉样纤维抑制剂类型单一的问题，利用氧化石墨烯大比表面积、光热转换性能、大量含氧官能团，通过溶液共混法制备了姜黄素-氧化石墨烯纳米复合材料。所制备的纳米复合材料具有负载量高，水溶性良好，近红外光照射下响应性释放性能，氧化石墨烯和姜黄素可协同与淀粉样纤维通过氢键、π-π共轭、范德华力等非共价键相互作用，对淀粉样纤维的生长或聚集有强烈的抑制作用，有望为淀粉样变疾病的治疗和控制研究提供新的药物材料和研究基础。

具体实施方式

现结合实施例对本发明作进一步描述：

实施例1：将5mg氧化石墨烯固体超声溶于10mL的蒸馏水，得到0.5mg/mL的氧化石墨烯(GO)水溶液，将溶液搅拌过夜，超声处理30分钟并在3000rpm条件下离心40分钟，得到剥离的单层GO水溶液。将20mg姜黄素(Cur)超声溶于10mL二甲基亚砜(DMSO)中，得到2mg/mL的Cur储备溶液，量取2mg/mL的Cur储备溶液0.625mL，用DMSO稀释至5mL，得到浓度为0.25mg/mL的Cur DMSO溶液。将2mL 0.5mg/mL GO水溶液，2mL 0.25mg/mL Cur DMSO溶液，于室温、避光条件下混合，在磁力搅拌器上搅拌24h，所得混合物在4000rpm下离心30分钟，以去除过量的Cur固体，上清液经0.8μm滤膜过滤，以保证固体的完全去除，随后将滤液置于截留分子量为14000g/mol的超滤管中，于4000rpm下离心30分钟，以去除少量可溶的的游离Cur及多余的溶剂，用蒸馏水洗涤Cur-GO复合物五次，直到超滤管中的滤液无黄色出现。将Cur-GO复合物重悬于水中，得到Cur-GO纳米复合材料水溶液。

将1mL Cur-GO纳米复合材料水溶液加入到3mL氯仿中，在温度为25℃，频率为60rpm的摇床上振荡1h，用紫外分光光度计在波长418nm下测定Cur氯仿溶液的吸光度，依据标准工作曲线和所取复合物质量计算出Cur-GO纳米复合材料的载药量为0.059mg/mg。

实施例2：将5mg氧化石墨烯固体超声溶于10mL的蒸馏水，得到0.5mg/mL的氧化石墨烯(GO)水溶液，将溶液搅拌过夜，超声处理30分钟并在3000rpm条件下离心40分钟，得到剥离的单层GO水溶液。将20mg姜黄素(Cur)超声溶于10mL二甲基亚砜(DMSO)中，得到2mg/mL的Cur储备溶液，量取2mg/mL的Cur储备溶液1.25mL，用DMSO稀释至5mL，得到浓度为0.5mg/mL的Cur DMSO溶液。将2mL 0.5mg/mL GO水溶液，2mL 0.5mg/mL Cur DMSO溶液，于室温、避光条件下混合，在磁力搅拌器上搅拌24h，所得混合物在4000rpm下离心30分钟，以去除过量的Cur固体，上清液经0.8μm滤膜过滤，以保证固体的完全去除，随后将滤液置于截留分子量为14000g/mol的超滤管中，于4000rpm下离心30分钟，以去除少量可溶的的游离Cur及多余的溶剂，用蒸馏水洗涤Cur-GO复合物五次，直到超滤管中的滤液无黄色出现。将Cur-GO复合物重悬于水中，得到Cur-GO纳米复合材料水溶液。

将1mL Cur-GO纳米复合材料水溶液加入到3mL氯仿中，在温度为25℃，频率为60rpm的摇床上振荡1h，用紫外分光光度计在波长418nm下测定Cur氯仿溶液的吸光度，依据标准工作曲线和所取复合物质量计算出Cur-GO纳米复合材料的载药量为0.121mg/mg。

实施例3：将5mg氧化石墨烯固体超声溶于10mL的蒸馏水，得到0.5mg/mL的氧化石墨烯(GO)水溶液，将溶液搅拌过夜，超声处理30分钟并在3000rpm条件下离心40分钟，得到剥离的单层GO水溶液。将20mg姜黄素(Cur)超声溶于10mL二甲基亚砜(DMSO)中，得到2mg/mL的Cur储备溶液，量取2mg/mL的Cur储备溶液2.5mL，用DMSO稀释至5mL，得到浓度为1.0mg/mL的Cur DMSO溶液。将2mL 0.5mg/mL GO水溶液，2mL 1.0mg/mL Cur DMSO溶液，于室温、避光条件下混合，在磁力搅拌器上搅拌24h，所得混合物在4000rpm下离心30分钟，以去除过量的Cur固体，上清液经0.8μm滤膜过滤，以保证固体的完全去除，随后将滤液置于截留分子量为14000g/mol的超滤管中，于4000rpm下离心30分钟，以去除少量可溶的的游离Cur及多余的溶剂，用蒸馏水洗涤Cur-GO复合物五次，直到超滤管中的滤液无黄色出现。将Cur-GO复合物重悬于水中，得到Cur-GO纳米复合材料水溶液。

将1mL Cur-GO纳米复合材料水溶液加入到3mL氯仿中，在温度为25℃，频率为60rpm的摇床上振荡1h，用紫外分光光度计在波长418nm下测定Cur氯仿溶液的吸光度，依据标准工作曲线和所取复合物质量计算出Cur-GO纳米复合材料的载药量为0.203mg/mg。

实施例4：将5mg氧化石墨烯固体超声溶于10mL的蒸馏水，得到0.5mg/mL的氧化石墨烯(GO)水溶液，将溶液搅拌过夜，超声处理30分钟并在3000rpm条件下离心40分钟，得到剥离的单层GO水溶液。将20mg姜黄素(Cur)超声溶于10mL二甲基亚砜(DMSO)中，得到2mg/mL的Cur储备溶液，量取2mg/mL的Cur储备溶液3.75mL，用DMSO稀释至5mL，得到浓度为1.5mg/mL的Cur DMSO溶液。将2mL 0.5mg/mL GO水溶液，2mL 1.5mg/mL Cur DMSO溶液，于室温、避光条件下混合，在磁力搅拌器上搅拌24h，所得混合物在4000rpm下离心30分钟，以去除过量的Cur固体，上清液经0.8μm滤膜过滤，以保证固体的完全去除，随后将滤液置于截留分子量为14000g/mol的超滤管中，于4000rpm下离心30分钟，以去除少量可溶的的游离Cur及多余的溶剂，用蒸馏水洗涤Cur-GO复合物五次，直到超滤管中的滤液无黄色出现。将Cur-GO复合物重悬于水中，得到Cur-GO纳米复合材料水溶液。

将1mL Cur-GO纳米复合材料水溶液加入到3mL氯仿中，在温度为25℃，频率为60rpm的摇床上振荡1h，用紫外分光光度计在波长418nm下测定Cur氯仿溶液的吸光度，依据标准工作曲线和所取复合物质量计算出Cur-GO纳米复合材料的载药量为0.213mg/mg。

实施例5：将5mg氧化石墨烯固体超声溶于10mL的蒸馏水，得到0.5mg/mL的氧化石墨烯(GO)水溶液，将溶液搅拌过夜，超声处理30分钟并在3000rpm条件下离心40分钟，得到剥离的单层GO水溶液。将20mg姜黄素(Cur)超声溶于10mL二甲基亚砜(DMSO)中，得到2mg/mL的Cur储备溶液，量取2mg/mL的Cur储备溶液2.5mL，用DMSO稀释至5mL，得到浓度为1.0mg/mL的Cur DMSO溶液。将2mL 0.5mg/mL GO水溶液，3mL 1.0mg/mL Cur DMSO溶液，于室温、避光条件下混合，在磁力搅拌器上搅拌24h，所得混合物在4000rpm下离心30分钟，以去除过量的Cur固体，上清液经0.8μm滤膜过滤，以保证固体的完全去除，随后将滤液置于截留分子量为14000g/mol的超滤管中，于4000rpm下离心30分钟，以去除少量可溶的的游离Cur及多余的溶剂，用蒸馏水洗涤Cur-GO复合物五次，直到超滤管中的滤液无黄色出现。将Cur-GO复合物重悬于水中，得到Cur-GO纳米复合材料水溶液。

将1mL Cur-GO纳米复合材料水溶液加入到3mL氯仿中，在温度为25℃，频率为60rpm的摇床上振荡1h，用紫外分光光度计在波长418nm下测定Cur氯仿溶液的吸光度，依据标准工作曲线和所取复合物质量计算出Cur-GO纳米复合材料的载药量为0.174mg/mg。

实施例6：将3mg氧化石墨烯固体超声溶于9mL的蒸馏水，得到0.33mg/mL的氧化石墨烯(GO)水溶液，将溶液搅拌过夜，超声处理30分钟并在3000rpm条件下离心40分钟，得到剥离的单层GO水溶液。将20mg姜黄素(Cur)超声溶于10mL二甲基亚砜(DMSO)中，得到2mg/mL的Cur储备溶液，量取2mg/mL的Cur储备溶液3.75mL，用DMSO稀释至5mL，得到浓度为1.5mg/mL的Cur DMSO溶液。将3mL 0.33mg/mL GO水溶液，2mL 1.5mg/mL Cur DMSO溶液，于室温、避光条件下混合，在磁力搅拌器上搅拌24h，所得混合物在4000rpm下离心30分钟，以去除过量的Cur固体，上清液经0.8μm滤膜过滤，以保证固体的完全去除，随后将滤液置于截留分子量为14000g/mol的超滤管中，于4000rpm下离心30分钟，以去除少量可溶的的游离Cur及多余的溶剂，用蒸馏水洗涤Cur-GO复合物五次，直到超滤管中的滤液无黄色出现。将Cur-GO复合物重悬于水中，得到Cur-GO纳米复合材料水溶液。

将1mL Cur-GO纳米复合材料水溶液加入到3mL氯仿中，在温度为25℃，频率为60rpm的摇床上振荡1h，用紫外分光光度计在波长418nm下测定Cur氯仿溶液的吸光度，依据标准工作曲线和所取复合物质量计算出Cur-GO纳米复合材料的载药量为0.185mg/mg。