一種羧甲基殼聚糖修飾的氧化石墨烯復合材料的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于氧化石墨烯復合材料的制備領域，特別涉及一種羧甲基殼聚糖修飾的 氧化石墨烯復合材料的制備方法。
【背景技術】
[0002] 2004年英國曼徹斯特大學的Geim和Novoselov等人使用膠帶剝離技術首次成功 制備出了由碳原子以sp2雜化連接的單原子層構成的新型二維原子晶體一石墨烯。這一發 現推翻了科學家們關于理想的二維晶體材料由于熱力學不穩定性而不能在室溫下存在的 預言。且由于石墨烯具有優良的力學，電學，光學性質，使得基于石墨烯的復合材料成為石 墨烯應用領域被廣泛研宄的熱點，其在能量儲存，液晶器件，電子器件，生物材料等領域具 有廣闊的應用前景。
[0003]但由于石墨烯難以規模化制備，且表面反應活性位點較少，應用受到限制。氧化石 墨烯G0是在生物醫學領域應用較多的石墨烯衍生物。可在強酸和強氧化劑作用下利用化 學氧化法制備。氧化石墨烯的表面存在大量的羥基、羧基和環氧基等含氧官能團，可為化學 反應提供反應位點，同時也可提高G0在極性溶劑中的溶解度。
[0004] 殼聚糖是甲殼素脫乙酰基的產物，其獨特的生物活性和生理功能使得殼聚糖在 作為藥物載體時具有生物化學以及經濟效益等多方面的優勢。但是，殼聚糖不能溶于水， 只能溶于一些酸性的水溶液中，使得殼聚糖的應用受到了極大的限制。特殊的化學修飾可 以引入親水基團，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。產物羧甲基殼聚糖是一種兩性聚電解質，能有效的與金屬離子進行絡合，無毒，無 味，具有優良的成膜性，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值溶液內溶解，生物相容性好，可降解，這些豐富而獨特 的功能性質使羧甲基殼聚糖在食品，農業，日化，醫藥，水處理等多種領域得到了應用，如 醫用敷料、食品保鮮劑、化妝品保濕劑、水處理絮凝劑等。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題是提供一種羧甲基殼聚糖修飾的氧化石墨烯復合材 料的制備方法，本發明采用化學鍵合的方法，合成含羧甲基的氧化石墨烯復合材料，操作簡 單，實驗條件溫和。
[0006]本發明的一種羧甲基殼聚糖修飾的氧化石墨烯復合材料的制備方法，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 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的質量比為40:1-50:1。
[0014] 所述步驟⑶中加入三乙胺攪拌混合時間為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 時間為3-5d。
[0017]有益效果
[0018] (1)本發明采用化學鍵合的方法，合成含羧甲基的氧化石墨烯復合材料，制備方法 操作簡單、實驗條件溫和；
[0019] (2)本發明的氧化石墨烯復合材料克服了石墨烯容易團聚的問題，通過羧甲基的 修飾，降低了氧化石墨烯的毒性并改善材料的生物相容性，具有應用其做后續相關實驗分 析的潛力；
[0020] (3)含羧甲基的氧化石墨烯復合材料可以用作藥物的負載及緩釋，特定組織的定 向輸送及細胞的熒光成像。
【附圖說明】
[0021] 圖1為實施例1所得的GO-CMC-FI-Ac的透射電鏡照；.
[0022] 圖 2 為實施例 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為實施例3所得的GO、G0-CMC及含GO-CMC-FI-Ac的UV-Vis圖譜。
【具體實施方式】
[0024] 下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明 而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人 員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定 的范圍。
[0025] 實施例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2h。在反應時，逐滴加入5mL含CMC(75mg)的水溶液，于室溫 攪拌反應24h。反應后用透析袋（MW= 100, 000)將溶液進行透析。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，去除溶液中的雜質和副產物。所得產物冷凍 干燥，合成G0-CMC。
[0027] (2)從上述產物中取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3h。
[0028] (3)在上述產物中加入360uL三乙胺混合攪拌30min后加入240uL乙酸酐混合，于 室溫下反應24h。反應后用透析袋（MW= 14,000)將溶液進行透析。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，去除溶液中的雜質和副產物。所得產物冷凍 干燥，合成GO-CMC-FI-Ac。
[0029] (4)對最終產物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 功能修飾過后依然保持其片層狀結構，即修飾僅發生在氧化石墨烯的表面，并不改變氧化 石墨烯本身的結構。
[0030] 實施例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2h。在反應時，逐滴加入20mL含CMC(200mg)的水溶液，于室 溫攪拌反應24h。反應后用透析袋（MW= 100,000)將溶液進行透析。用PBS透析兩次后， 每次體積2L，再用蒸餾水透析