功能性碳納米管的制備及其在活體內(nèi)組織分布和代謝的初步研究.pdf

1、目的：制備表面帶有氨基的功能性碳納米管，用放射性同位素99mTc標(biāo)記后對其在動物活體內(nèi)的代謝和組織器官分布特征進行初步研究。 方法： 1.以多壁碳納米管為原料，通過羧化、酰氯化進而與對苯二胺反應(yīng)，得到表面有氨基的功能性多壁碳納米管(MWNT-NH2)，對反應(yīng)前后原料及產(chǎn)物進行紅外和Raman光譜分析。 2.將制得的MWNT-NH2與不同比例的二乙烯三胺五乙酸(DTPA)酸酐進行酰胺反應(yīng)，通過酰胺鍵共價結(jié)合后，得到

2、DTPA修飾的碳納米管(MWNT-DTPA)并對產(chǎn)物行高分辨電鏡、熱失重和變溫磁共振分析。 3.以蒸餾水溶解MWNT-DTPA，0.01％氯化亞錫(SnCl2)為還原劑，通過螯合作用將99mTc結(jié)合在MWNT-DTPA表面，并對產(chǎn)物MWNT-DTPA-99mTc行高分辨電鏡及元素能譜分析。 4.以常規(guī)DTPA針劑用藥為對照組，經(jīng)耳緣靜脈向家兔體內(nèi)注射MWNT-DTPA-99mTc復(fù)合物溶液，同時使用單光子發(fā)射計算機斷層成

3、像系統(tǒng)(SPECT)掃描，觀察其在家兔活體內(nèi)的代謝及分布情況，隨后穿刺膀胱抽取尿液進行電鏡分析。 5.進行定量研究時，選取20只家兔隨機分為4組，每組5只，麻醉后經(jīng)耳緣靜脈注入1ml配置好的MWNT-DTPA-99mTc復(fù)合物溶液，放射性強度0.5mCi。分別在注藥物后0.5h、1h、2h和3h將四組家兔處死，取肺、心臟、肝臟、脾、雙腎臟和膀胱(含尿)等器官稱重，在每種器官取少量樣本稱重并勻漿處理后置于井型γ計數(shù)器行99mTc放

4、射性強度檢測，通過計算樣本與所取器官的質(zhì)量比得出該器官總放射性強度，最后計算各器官總放射性強度占注射放射性強度的百分比，即得出MWNT-DTPA-99mTc復(fù)合物在體內(nèi)各器官的分布.所有數(shù)據(jù)使用SPSS13.0軟件進行分析。 結(jié)果： 1.MWNT-NH2的紅外光譜分析，在1580cm-1、3413cm-1分別出現(xiàn)了酰胺和N-H的特征吸收帶，證實了MWNT和對苯二胺通過酰胺鍵連接起來，在MWNT表面引入了氨基。Raman光

5、譜證實MWNT本身在修飾前后結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生改變。此時MWNT溶解性得到初步改善，與水形成黑色溶液，濃度較稀時呈棕色。 2.MWNT-DTPA產(chǎn)物失重量隨反應(yīng)原料比例的增加而增加，結(jié)合物DTPA約占總質(zhì)量的25％；變溫磁共振圖譜顯示產(chǎn)物中的DTPA溫度響應(yīng)性較單體時降低；高分辨透射電鏡下可見MWNT表面已被DTPA包裹，其水溶液呈棕色。 3.MWNT-DTPA-99mTc產(chǎn)物在電鏡下可見黑色團狀金屬顆粒穩(wěn)定連接在MWNT側(cè)壁

6、上，視野內(nèi)也未發(fā)現(xiàn)孤立存在的團狀金屬顆粒。元素能譜分析顯示，金屬顆粒中含有Tc和Sn兩種元素。 4.與對照組比較，SPECT掃描54分鐘內(nèi)MWNT-DTPA-99mTc組家兔的心臟、肝、脾、腎等器官持續(xù)顯影，但隨時間的延長顯影亮度逐漸降低，對以上各器官做時間-放射性曲線可見曲線隨時間逐漸下降。隨后對尿液離心沉淀物的電鏡分析可見有原型MWNT，其表面仍有顆粒附著，元素能譜分析含有Tc元素。 5.定量研究結(jié)果顯示，注射MWN

7、T-DTPA-99mTc復(fù)合物30min時，所測各器官放射性強度之和約占注射總放射性強度的80％以上，其中主要分布于肝臟(≈21％)和腎臟(≈23％)，在肺(≈4％)、心臟(≈10％)和脾(≈9％)含量較低，此時已有部分排泄至膀胱(≈11％)。隨著時間延長，在1h和2h時肺、心臟、肝臟、脾和腎臟內(nèi)放射性強度均迅速下降，至終點3h時肺、心臟和脾內(nèi)放射性已基本消失(<1％)，肝臟和腎臟放射性亦明顯減少(≈8％)，與此同時膀胱內(nèi)的放射性強度不

8、斷增加，至3h時已接近注射總放射性強度的一半(49％)。 結(jié)論： 1.成功合成了MWNT-NH2，使MWNT溶解性得到初步改善，并在此基礎(chǔ)上完成了MWNT-NH2與DTPA的結(jié)合。 2.制備的MWNT-DTPA能夠與99mTc成功進行標(biāo)記。 3.SPECT顯像提示，經(jīng)靜脈注射MWNT-DTPA-99mTc后主要分布在心臟、肝臟、脾臟和腎臟，隨著時間的延長可緩慢被機體清除，在尿液中發(fā)現(xiàn)了以原型排出的MWNT