CN102992310B - 葡聚糖化学接枝血红素修饰的氧化石墨烯及其制备方法 - Google Patents

葡聚糖化学接枝血红素修饰的氧化石墨烯及其制备方法 Download PDF

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本发明涉及一种葡聚糖化学接枝血红素修饰的氧化石墨烯及其制备方法。该修饰的氧化石墨烯以氨基化的葡聚糖上的氨基和血红素上的羧基共价连接形成复合物，该复合物中的血红素与氧化石墨烯通过共价连接的方法形成π-π共轭体系，由于共轭效应结合在一起而形成的，其中氧化石墨烯与复合物的质量比为2:1～1:4，所述的复合物中血红素和葡聚糖的质量比为1:5～1:15。修饰后的氧化石墨烯在PBS和血清中能稳定存在4天以上，能广泛的应用于药物输送等生物医学的诊断和治疗。本发明的葡聚糖-血红素修饰的氧化石墨烯合成过程简单，可控性强，不需要高温、高压、添加催化剂等特殊的反应条件。

Description

葡聚糖化学接枝血红素修饰的氧化石墨烯及其制备方法
技术领域
    本发明涉及一种氧化石墨烯及其制备方法，特别是一种葡聚糖化学接枝血红素修饰的氧化石墨烯及其制备方法。 
背景技术
石墨烯是近几年来研究的无机材料热点之一， 2004年，以石墨为实验对象，海姆和诺沃肖洛夫成功通过机械微应力技术，将石墨分离成较小的碎片，最终得到了石墨烯这种新型超薄材料，很快就成为研究的焦点之一。在2010年他们更是凭借这种神奇材料的诞生分享了诺贝尔物理学奖。石墨烯不仅是已知材料中最薄的一种，还非常牢固坚硬；作为单质，它在室温下传递电子的速度比已知导体都快。 
近期许多研究者发现石墨烯材料在生物方面也有重要的应用，如：氧化石墨烯（GO）在载药方面有很大的应用前景。由于GO表面用许多的亲水基团，如羟基，环氧基团，羧基等，决定了GO在良好的水溶性，而且GO具有良好的生物相容性和低毒性，使它成为一种潜在的理想载药工具。随着GO在生物方面的广泛应用，人们发现GO虽然在水中有良好的溶解性及分散性，但在盐溶液和生物体液中会团聚，这样就影响了GO的广泛应用。为了GO能够广泛的应用，采用不同方法制备具有良好稳定性的氧化石墨烯逐渐引起人们的兴趣，各种各样的改性氧化石墨烯的材料被制备出来。 
葡聚糖是一种天然多糖，由于葡聚糖本身含有大量的羟基，很容易溶于水，几乎不受盐的影响，而且可以在活体生物体内完全分解，分解产物无毒，已经广泛应用于各种材料的功能化，利用具有生物兼容性好的葡聚糖来修饰氧化石墨烯，有利于在氧化石墨烯上接载药物，广泛的用于药物输送等生物医学的诊断和治疗。 
发明内容
本发明的目的在于提供一种葡聚糖化学接枝血红素修饰的氧化石墨烯。 
本发明的目的之二在于提供该氧化石墨烯的制备方法。 
为达到上述目的，本发明采用的反应机理为： 
根据上述反应机理，本发明采用如下技术方案：   
一种葡聚糖化学接枝血红素修饰的氧化石墨烯，其特征在于该修饰的氧化石墨烯以氨基化的葡聚糖上的氨基和血红素上的羧基共价连接形成复合物，该复合物中的血红素与氧化石墨烯通过共价连接的方法形成π-π共轭体系，由于共轭效应结合在一起而形成的，其中氧化石墨烯与复合物的质量比为2:1～1:4，所述的复合物中血红素和葡聚糖的质量比为1:5～1:15。其结构式为：
一种制备上述的葡聚糖化学接枝血红素修饰的氧化石墨烯的方法，其特征在于该方法的具体步骤为： 
a. 将葡聚糖和一端叔丁基碳氧基保护的1.4-丁二胺按1:1～1:30的摩尔比溶于超纯水中，在惰性气氛下，搅拌反应2h；再分批加入 NaBH3CN，其中葡聚糖和氰基硼氢化钠的摩尔比为1:10～1:60，室温下反应3天；调节pH=7，超滤纯化并冷冻干燥；然后在惰性气氛下加入三氟乙酸反应过夜；调节pH=7到中性，超滤纯化并冷冻干燥，即得到胺基化葡聚糖； 
b.将血红素、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺按1:1:1～1:10:10的摩尔比溶解二甲亚砜中，常温下搅拌反应2h，得到混合反应液；再加入步骤a所得胺基化葡聚糖水溶液中，其中血红素与胺基化葡聚糖的摩尔比是1:1～1:4，室温下反应2天；透析并冷冻干燥，得葡聚糖－血红素复合物；
c.将氧化石墨烯水溶液和步骤b所得葡聚糖－血红素复合物按2:1～1:4的质量比溶于水中，加入氨水和水合肼，其中氧化石墨烯、氨水和水合肼的质量比为1000:10:1～100:10:1；搅拌下在60C°条件下反应3.5h；冷却至室温，用超纯水透析，即得到葡聚糖化学接枝血红素修饰的氧化石墨烯。
上述的氧化石墨烯的制备方法为：将过硫酸钾和五氧化二磷与浓硫酸混合,加入天然石墨, 在80C°搅拌反应；反应完毕后,冷却至室温,用超纯水稀释,静置、过滤、干燥，得到氧化石墨烯；所述的过硫酸钾、五氧化二磷、浓硫酸和天然石墨的质量比为2:1:10:2～1:2:20:4。 
上述的氧化石墨烯的制备方法为：在浓硫酸中加入预处理的天然石墨,冰浴，搅拌条件下缓慢加入高锰酸钾。然后水浴加热35 ℃搅拌反应4h。反应完毕,边搅拌边缓慢加入到冰浴的超纯水中 ,然后加入30%的过氧化氢水溶液，静置，倒掉上清液，用浓盐酸与水按1：10的体积比混合的混合液洗涤,搅拌30min,静置，倒掉上清液，并用超纯水离心，得到氧化石墨烯；所述的高锰酸钾、过氧化氢、浓硫酸和天然石墨的质量比为10:1:100:1～1:10:200:5。。 
  修饰后的氧化石墨烯在PBS和血清中能稳定存在4天以上，能广泛的应用于药物输送等生物医学的诊断和治疗。本发明的葡聚糖-血红素修饰的氧化石墨烯合成过程简单，可控性强，不需要高温、高压、添加催化剂等特殊的反应条件。 
附图说明
   图1为本发明中葡聚糖－血红素功能基化的氧化石墨烯的紫外光谱图； 
   图2为本发明中葡聚糖－血红素功能基化的氧化石墨烯的红外光谱图；
图3为本发明中葡聚糖－血红素功能基化的氧化石墨烯的XRD图。
具体实施方式
    现将本发明的具体实施例叙述于后。 
实施例一：本实施例中的过程和步骤如下所述： 
1、 氧化石墨烯的制备
将等质量的过硫酸钾和五氧化二磷与浓硫酸混合,加入3g天然石墨, 在80C°搅拌反应。反应完毕,冷却至室温,用500mL超纯水稀释,静置、过滤、干燥。在120mL 浓硫酸中加入预处理的天然石墨,冰浴，搅拌条件下缓慢加入 15g 高锰酸钾。然后水浴加热35 ℃搅拌反应4h。反应完毕,边搅拌边缓慢加入到冰浴的超纯水中 ,然后加入20mL 30%的过氧化氢水溶液,，静置，倒掉上清液，加入800ml盐酸溶液（浓盐酸与水的体积比约为1：10）洗涤,搅拌30min,静置，倒掉上清液，并用超纯水离心，得到氧化石墨烯。
2、胺基化葡聚糖的制备 
将2g分子量为5000的葡聚糖溶于10ml超纯水中，加入0.8mL一端叔丁基碳氧基保护的1.4-丁二胺，在氮气保护下搅拌反应2h；分批加入0.8g NaBH3CN室温下反应3天；用4M盐酸调节PH到中性，超滤纯化并冷冻干燥。然后加入三氟乙酸在氮气保护下反应过夜；用0.1M NaOH条件PH到中性，超滤纯化并冷冻干燥。
3、葡聚糖－血红素复合物的制备 
将95mg血红素溶解于10mL二甲亚砜，加入偶联试剂69mg的EDC和42mg的NHS常温搅拌2h；将上述混合溶液加入10mL浓度为0.15g/mL的胺基化葡聚糖水溶液中，室温下反应2天；透析（MWCO 1000）并冷冻干燥；称重备用。
4、葡聚糖－血红素功能基化的氧化石墨烯的制备 
将10ml氧化石墨烯水溶液（0.5mg/ml）和10mL葡聚糖/血红素复合物水溶液（0.5mg/ml）混合，加入100ul氨水和15ul浓度为50%的水合肼溶液，剧烈搅拌后在水浴60C°条件下反应3.5h；冷却至室温，用超纯水透析（MWCO 25000），即得到葡聚糖化学接枝血红素修饰的氧化石墨烯。参见图1，图2,和图3。
单纯的氧化石墨烯在盐溶液和血清中会团聚，本发明的葡聚糖化学接枝血红素修饰的氧化石墨烯在盐溶液和血清中有良好的溶解性。 

Claims (4)

1..一种葡聚糖化学接枝血红素修饰的氧化石墨烯，其特征在于该修饰的氧化石墨烯以氨基化的葡聚糖上的氨基和血红素上的羧基共价连接形成复合物，该复合物中的血红素与氧化石墨烯通过共价连接的方法形成π-π共轭体系，由于共轭效应结合在一起而形成的，其中氧化石墨烯与复合物的质量比为2:1～1:4，所述的复合物中血红素和葡聚糖的质量比为1:5～1:15。
2.一种制备根据权利要求1所述的葡聚糖化学接枝血红素修饰的氧化石墨烯的方法，其特征在于该方法的具体步骤为： 
a. 将葡聚糖和一端叔丁基碳氧基保护的1,4-丁二胺按1:1～1:30的摩尔比溶于超纯水中，在惰性气氛下，搅拌反应2h；再分批加入 NaBH3CN，其中葡聚糖和氰基硼氢化钠的摩尔比为1:10～1:60，室温下反应3天；调节pH=7，超滤纯化并冷冻干燥；然后在惰性气氛下加入三氟乙酸反应过夜；调节pH=7到中性，超滤纯化并冷冻干燥，即得到胺基化葡聚糖； 
b.将血红素、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺按1:1:1～1:10:10的摩尔比溶解二甲亚砜中，常温下搅拌反应2h，得到混合反应液；再加入步骤a所得胺基化葡聚糖水溶液中，其中血红素与胺基化葡聚糖的摩尔比是1:1～1:4，室温下反应2天；透析并冷冻干燥，得葡聚糖－血红素复合物；
c.将氧化石墨烯水溶液和步骤b所得葡聚糖－血红素复合物按2:1～1:4的质量比溶于水中，加入氨水和水合肼，其中氧化石墨烯、氨水和水合肼的质量比为1000:10:1～100:10:1；搅拌下在60℃条件下反应3.5h；冷却至室温，用超纯水透析，即得到葡聚糖化学接枝血红素修饰的氧化石墨烯。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述的氧化石墨烯的制备方法为：将过硫酸钾和五氧化二磷与浓硫酸混合,加入天然石墨, 在80℃搅拌反应；反应完毕后,冷却至室温,用超纯水稀释,静置、过滤、干燥，得到氧化石墨烯；所述的过硫酸钾、五氧化二磷、浓硫酸和天然石墨的质量比为2:1:10:2～1:2:20:4。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述的氧化石墨烯的制备方法为：在浓硫酸中加入预处理的天然石墨,冰浴，搅拌条件下缓慢加入高锰酸钾；然后水浴加热35 ℃搅拌反应4h；反应完毕,边搅拌边缓慢加入到冰浴的超纯水中 ,然后加入30%的过氧化氢水溶液，静置，倒掉上清液，用浓盐酸与水按1：10的体积比混合的混合液洗涤,搅拌30min,静置，倒掉上清液，并用超纯水离心，得到氧化石墨烯；所述的高锰酸钾、过氧化氢、浓硫酸和天然石墨的质量比为10:1:100:1～1:10:200:5。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101995462A (zh) * 2010-10-29 2011-03-30 济南大学 检测兽药残留物的标记型电化学免疫传感器的制备及应用
CN102274521A (zh) * 2011-08-25 2011-12-14 天津医科大学 基于氧化石墨烯的靶向性基因载体材料及制备和应用

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101995462A (zh) * 2010-10-29 2011-03-30 济南大学 检测兽药残留物的标记型电化学免疫传感器的制备及应用
CN102274521A (zh) * 2011-08-25 2011-12-14 天津医科大学 基于氧化石墨烯的靶向性基因载体材料及制备和应用

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Hemin functionalized graphene nanosheets-based dual biosensor platforms for hydrogen peroxide and glucose;Yujing Guo et al.;《Sensors and Actuators B: Chemical》;20110730;第160卷;295-300 *
In vitro and in vivo behaviors of dextran functionalized graphene;Shuai Zhang et al.;《Carbon》;20110602;第49卷;4040-4049 *
Shuai Zhang et al..In vitro and in vivo behaviors of dextran functionalized graphene.《Carbon》.2011,第49卷4040-4049.
Yujing Guo et al..Hemin functionalized graphene nanosheets-based dual biosensor platforms for hydrogen peroxide and glucose.《Sensors and Actuators B: Chemical》.2011,第160卷295-300.

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