近年来,纳米材料在生物医药领域的应用吸引了人们的广泛关注,并己取得了令人瞩目的进展。碳纳米管具有独特的结构和优异的物理化学性能,在生物标记、组织工程、重大疾病的检测与治疗等诸多领域展现出诱人的应用前景,而作为药物和生物分子载体的研究成了近期的热点。在这种研究背景下,本文围绕碳纳米管载药体系的制备展开,首先,研究了碳纳米管的亲水改性,制备了可以在生理条件下稳定分散的碳纳米管；其次,利用机械剪切将微米级的、相互缠结的碳纳米管裁剪为数百纳米,提出了可以高效且大批量截短碳纳米管的方法；再次,对截短的碳纳米管进行亲水性改性和功能化,制备了靶向型可荧光示踪的碳纳米管载体；最后,对改性碳纳米管作为抗肿瘤药物载体进行了初步研究。主要研究结果如下：1.利用丙烯酸单封端聚乙二醇大分子单体(poly (ethylene glycol) acrylate,PEG-AA)的原位自由基聚合,得到了以PEG为支链,PAA为主链的梳型聚合物改性的碳纳米管。聚合物的接枝量可以通过调节引发剂和单体的投料量来控制,最高可达20 wt%。由于PEG亲水性强,且具有良好的生物相容性,改性后的碳纳米管在水中可以稳定分散,静置半年以上没有发现明显的聚集沉淀,在0-50 gg／mL范围内,改性碳纳米管生物相容性较好。另外由于聚合物PEG支链的末端是反应活性较高的羟基,因此可以把羟基为反应位点对碳纳米管作进一步功能化。2.利用机械“切割”的方法高效、大批量地“裁剪”碳纳米管。在两辊开炼机塑炼橡胶的过程中,前后两辊相对速度差形成强大的剪切力,可以将碳纳米管截断。通过改变混炼处理时间,可以得到不同平均长度的碳纳米管,其中混炼25分钟得到的碳纳米管平均长度为430 nm,满足了作为药物载体的要求。在混炼过程中,橡胶分子发生断链,生成的长链自由基可以和碳纳米管表面的缺陷点发生偶合反应,因此该方法可以在截断碳纳米管的同时对其进行接枝改性。裁剪结束后,可以在惰性气体气氛下加热使橡胶分解,这种方法得到的截短碳纳米管的结构和性质与原始碳纳米管并无明显差别。该方法可以在短时间内得到大量的短的碳纳米管,为实现长度较短的碳纳米管的规模化应用奠定了基础。3.在截短后的碳纳米管表面接枝梳型聚合物P(PEG-AA),利用PEG末端的活性羟基继续反应,得到了表面含氨基的改性碳纳米管。在此基础上,将荧光素异硫氰酸酯FITC和叶酸分子FA连接到碳纳米管表面上,得到了具有靶向性和荧光示踪的双功能的碳纳米管。由于碳纳米管具有巨大的比表面积,通过疏水相互作用可以负载抗肿瘤药物鬼臼毒素,载药量达到20%以上。细胞实验结果表明,连接了不同官能团的改性碳纳米管对正常细胞(293T)和癌细胞(Hela)的毒性都比较小,装载药物后对癌细胞的杀伤力明显大于单纯的药物,叶酸靶向的载药体系对Hela细胞的毒性是纯鬼臼毒素的2倍。实验证明所设计的多功能碳纳米管载药体系可以实现荧光标记、叶酸靶向和药物输送的功能,可以使药物在肿瘤部分富集,提高其对癌细胞的杀伤力,降低毒副作用,在癌症治疗方面体现了良好的应用前景。