一種羧甲基殼聚糖修飾的氧化石墨烯復(fù)合材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于氧化石墨烯復(fù)合材料的制備領(lǐng)域，特別涉及一種羧甲基殼聚糖修飾的 氧化石墨烯復(fù)合材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 2004年英國(guó)曼徹斯特大學(xué)的Geim和Novoselov等人使用膠帶剝離技術(shù)首次成功 制備出了由碳原子以sp2雜化連接的單原子層構(gòu)成的新型二維原子晶體一石墨烯。這一發(fā) 現(xiàn)推翻了科學(xué)家們關(guān)于理想的二維晶體材料由于熱力學(xué)不穩(wěn)定性而不能在室溫下存在的 預(yù)言。且由于石墨烯具有優(yōu)良的力學(xué)，電學(xué)，光學(xué)性質(zhì)，使得基于石墨烯的復(fù)合材料成為石 墨烯應(yīng)用領(lǐng)域被廣泛研宄的熱點(diǎn)，其在能量?jī)?chǔ)存，液晶器件，電子器件，生物材料等領(lǐng)域具 有廣闊的應(yīng)用前景。
[0003]但由于石墨烯難以規(guī)?；苽?，且表面反應(yīng)活性位點(diǎn)較少，應(yīng)用受到限制。氧化石 墨烯G0是在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用較多的石墨烯衍生物?？稍趶?qiáng)酸和強(qiáng)氧化劑作用下利用化 學(xué)氧化法制備。氧化石墨烯的表面存在大量的羥基、羧基和環(huán)氧基等含氧官能團(tuán)，可為化學(xué) 反應(yīng)提供反應(yīng)位點(diǎn)，同時(shí)也可提高G0在極性溶劑中的溶解度。
[0004] 殼聚糖是甲殼素脫乙?；漠a(chǎn)物，其獨(dú)特的生物活性和生理功能使得殼聚糖在 作為藥物載體時(shí)具有生物化學(xué)以及經(jīng)濟(jì)效益等多方面的優(yōu)勢(shì)。但是，殼聚糖不能溶于水， 只能溶于一些酸性的水溶液中，使得殼聚糖的應(yīng)用受到了極大的限制。特殊的化學(xué)修飾可 以引入親水基團(tuán)，提高殼聚糖在水溶液中的溶解度。其中，羧甲基化最常用和最有效的方 法之一。產(chǎn)物羧甲基殼聚糖是一種兩性聚電解質(zhì)，能有效的與金屬離子進(jìn)行絡(luò)合，無(wú)毒，無(wú) 味，具有優(yōu)良的成膜性，水溶性，吸濕保濕性，增稠性等。與殼聚糖相比，羧甲基殼聚糖的水 溶性提高，并可以在廣泛的pH值溶液內(nèi)溶解，生物相容性好，可降解，這些豐富而獨(dú)特 的功能性質(zhì)使羧甲基殼聚糖在食品，農(nóng)業(yè)，日化，醫(yī)藥，水處理等多種領(lǐng)域得到了應(yīng)用，如 醫(yī)用敷料、食品保鮮劑、化妝品保濕劑、水處理絮凝劑等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種羧甲基殼聚糖修飾的氧化石墨烯復(fù)合材 料的制備方法，本發(fā)明采用化學(xué)鍵合的方法，合成含羧甲基的氧化石墨烯復(fù)合材料，操作簡(jiǎn) 單，實(shí)驗(yàn)條件溫和。
[0006]本發(fā)明的一種羧甲基殼聚糖修飾的氧化石墨烯復(fù)合材料的制備方法，包括：
[0007] (1)將氧化石墨烯G0溶液中，加入活化劑EDC和NHS，活化2-3h，然后加入羧甲基 殼聚糖CMC溶液，在室溫條件下反應(yīng)12-24h，透析，冷凍干燥，得到G0-CMC;
[0008] ⑵將上述G0-CMC溶于蒸餾水中，加入熒光素異硫氰酸FITC溶液，室溫條件下反 應(yīng) 2-3h，得到G0-CMC-FI;
[0009] (3)將上述G0-CMC-FI中加入三乙胺攪拌混合，然后加入乙酸酐混合，室溫 條件下反應(yīng)12-24h，透析，冷凍干燥，即得羧甲基殼聚糖修飾的氧化石墨烯復(fù)合材料 GO-CMC-FI-Aco
[0010] 所述步驟（1)中氧化石墨稀與羧甲基殼聚糖CMC的質(zhì)量比為1:1-1:2。
[0011] 所述步驟（1)中氧化石墨烯溶液、羧甲基殼聚糖CMC溶液的溶劑均為蒸餾水。
[0012] 所述步驟（2)中熒光素異硫氰酸FITC溶液的溶劑為二甲基亞砜DMS0。
[0013] 所述步驟⑵中G0-CMC與熒光素異硫氰酸FITC的質(zhì)量比為40:1-50:1。
[0014] 所述步驟⑶中加入三乙胺攪拌混合時(shí)間為15-30min，G0-CMC中氨基與三乙胺的 摩爾比為5。
[0015] 所述步驟⑶中G0-CMC中氨基與乙酸酐的摩爾比為1:5-1:10。
[0016] 所述步驟（1)、⑶中透析為：先在pH= 6-7的緩沖液中透析，再在水中透析，透析 時(shí)間為3-5d。
[0017]有益效果
[0018] (1)本發(fā)明采用化學(xué)鍵合的方法，合成含羧甲基的氧化石墨烯復(fù)合材料，制備方法 操作簡(jiǎn)單、實(shí)驗(yàn)條件溫和；
[0019] (2)本發(fā)明的氧化石墨烯復(fù)合材料克服了石墨烯容易團(tuán)聚的問(wèn)題，通過(guò)羧甲基的 修飾，降低了氧化石墨烯的毒性并改善材料的生物相容性，具有應(yīng)用其做后續(xù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)分 析的潛力；
[0020] (3)含羧甲基的氧化石墨烯復(fù)合材料可以用作藥物的負(fù)載及緩釋，特定組織的定 向輸送及細(xì)胞的熒光成像。
【附圖說(shuō)明】
[0021] 圖1為實(shí)施例1所得的GO-CMC-FI-Ac的透射電鏡照；.
[0022] 圖 2 為實(shí)施例 2 所得的CMC、G〇-CMC、G〇-CMC-FI-Ac的1H-NMR圖譜；其中a為CMC、 b為GO-CMC，c為GO-CMC-LA-Ac;
[0023] 圖3為實(shí)施例3所得的GO、G0-CMC及含GO-CMC-FI-Ac的UV-Vis圖譜。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明 而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人 員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定 的范圍。
[0025] 實(shí)施例1
[0026](1)將氧化石墨稀GO(50mg)，溶解在10mL水中，加入活化劑EDC(30mg)、 NHS(18mg)，于常溫下攪拌反應(yīng)2h。在反應(yīng)時(shí)，逐滴加入5mL含CMC(75mg)的水溶液，于室溫 攪拌反應(yīng)24h。反應(yīng)后用透析袋（MW= 100, 000)將溶液進(jìn)行透析。用PBS透析兩次后，每 次體積2L，再用蒸餾水透析7次，每次體積2L，去除溶液中的雜質(zhì)和副產(chǎn)物。所得產(chǎn)物冷凍 干燥，合成G0-CMC。
[0027] (2)從上述產(chǎn)物中取40mg的G0-CMC溶于適量蒸餾水，加入1. 2mg熒光素異硫氰酸 FITC的DMS0溶液，于常溫下攪拌反應(yīng)3h。
[0028] (3)在上述產(chǎn)物中加入360uL三乙胺混合攪拌30min后加入240uL乙酸酐混合，于 室溫下反應(yīng)24h。反應(yīng)后用透析袋（MW= 14,000)將溶液進(jìn)行透析。用PBS透析兩次后，每 次體積2L，再用蒸餾水透析7次，每次體積2L，去除溶液中的雜質(zhì)和副產(chǎn)物。所得產(chǎn)物冷凍 干燥，合成GO-CMC-FI-Ac。
[0029] (4)對(duì)最終產(chǎn)物G〇-CMC-FI-Ac的TEM表征如圖1所示，可以看出氧化石墨烯烴過(guò) 功能修飾過(guò)后依然保持其片層狀結(jié)構(gòu)，即修飾僅發(fā)生在氧化石墨烯的表面，并不改變氧化 石墨烯本身的結(jié)構(gòu)。
[0030] 實(shí)施例2
[0031] (1)將氧化石墨烯GO(100mg)，溶解在25mL水中，加入活化劑EDC(45mg)、 NHS(35mg)于常溫下攪拌反應(yīng)2h。在反應(yīng)時(shí)，逐滴加入20mL含CMC(200mg)的水溶液，于室 溫?cái)嚢璺磻?yīng)24h。反應(yīng)后用透析袋（MW= 100,000)將溶液進(jìn)行透析。用PBS透析兩次后， 每次體積2L，再用蒸餾水透析