氧化石墨烯片层结构对氨基嘧啶类和喹唑啉类化合物吸附机理研究：

内蒙古氨基嘧啶氧化石墨烯(Graphene oxide,GO)是石墨烯的衍生物,有较高的负载能力,而且能够进行多样的功能化修饰。GO非共键负载化合物可以在不破坏原化合物结构的基础上实现化合物的高效负载。基于GO的结构,在GO非共价键吸附化合物分子的过程中可能产生疏水作用,氢键、π-π堆积、阳离子-π键等作用力。然而由于对GO非共价键吸附的机理研究较少,具体那些作用力发挥作用,以及作用力间的相互关系并不明确。因此研究GO非共价吸附的作用机制,有利于GO载体对目标化合物的负载和转运,有利于更好的研究开发基于GO的载体传递体系。我们首先通过Hummers法合成了氧化石墨,然后通过机械搅拌和超声剥离分散得到了稳定均匀的GO水溶液。通过紫外,红外,DSC,TEM成像,粒径和Zeta电位等表征方法对其进行了分析确证。内蒙古嘧啶然后结合本课题组之前对GO负载良溶性化合物的研究,我们进行了GO负载难溶性化合物递送体系的体内释放考察,以验证GO递送体系在体内的释放特性。内蒙古氨基嘧啶接下来我们选取了氨基嘧啶母核结构的伊马替尼、尼罗替尼和喹唑啉母核结构的厄洛替尼、吉非替尼、阿法替尼这几种难溶性的化合物作为模型分子与GO进行负载和体外释放实验,以研究在GO非共价键吸附化合物分子的过程中的作用机制。并通过计算机模拟来进行辅助验证。结果显示,制得的GO的粒径在500nm左右,PDI值约为0.273,zeta电位约为-30.1mV。红外光谱中在1732cm~(-1)处的C=O伸缩振动峰,在1403cm~(-1)处的C-OH伸缩振动峰,1229cm~(-1)和1062cm~(-1)处的C-O吸收峰等特征吸收峰的产生表明了含氧官能团被引入到碳骨架石墨被氧化成GO。紫外光谱中GO溶液在234nm处有明显的吸收峰,并且在300nm处有肩峰,皆为GO的紫外特征峰。透射电镜图像显示,GO表现为叠在一起的边缘略带曲折状褶皱的半透明的薄膜片层状结构。GO递送体系的体内释放试验结果,原始难溶性化合物组的T_(1/2)为1.104±0.18 h,C_(max)为2.600±2.06 mg/L,而GO载体所负载的难溶性化合物在体内并未被检测释放出来。前期试验中GO所负载的良溶性化合物能在体内释放并被检测到。因此我们认为化合物的溶解性及其与载体的结合作用力对GO递送体系在体内的释放起到至关重要的作用。GO负载实验结果显示,芳香环数目相近的不同种类的难溶性模型化合物的最大负载量和包封率相似。内蒙古氨基嘧啶因此认为在化合物分子与载体的结合中π-π堆积作用和疏水作用发挥了主要作用。在体外释放研究中,当释放介质pH 1.0时伊马替尼在30 min接近最大累积释放值20%,释放介质pH 8.0时30 min释放了40%,且最终在120 min左右接近最大累积释放85%。尼罗替尼情况与伊马替尼相似但变化幅度稍小。即碱性条件下氨基密啶母核结构化合物释放速率加快,最大释放量增多。而喹唑啉母核结构的厄洛替尼、吉非替尼、阿法替尼与之相反。计算机模拟试验中由化合物电荷分布我们看到,氨基嘧啶母核结构的伊马替尼、尼罗替尼分子中能形成氢键和阳离子-π键的氨基官能团为三个,而喹唑啉母核结构的厄洛替尼、吉非替尼、阿法替尼则为两个,因此氨基嘧啶母核结构对环境中pH值的变化的响应更加明显。电荷分布显示伊马替尼(-0.63,-0.06,0.32)、尼罗替尼(0.67,0.23,-1.0),伊马替尼比尼罗替尼更容易结合氢离子形成阳离子-π键。内蒙古玉嘧磺胺当环境由酸性变为碱性时GO与模型化合物间的氢键作用逐渐增强,而阳离子-π键逐渐减弱,氢键和阳离子-π键的作用力发生拮抗并共同发挥作用。导致伊马替尼和尼罗替尼与GO的非共价键结合力逐渐减弱,而厄洛替尼、吉非替尼、阿法替尼与GO的非共价键结合力逐渐增强,从而影响化合物从载体GO上的释放。综上,我们认为在GO非共价键吸附化合物分子的过程中π-π堆积、疏水作用、氢键、阳离子-π键等可能共同发挥作用。其中π-π堆积作用在其中发挥的作用最为重要。而氢键和阳离子-π键在模型化合物与载体GO的吸附结合过程中同时发挥辅助增强的作用,而且两者大体上认为是拮抗的。因此在GO递送体系的开发中,内蒙古氨基嘧啶可以根据不同情况有针对性的选择负载化合物,以达到理想效果。