[发明专利]葡聚糖化学接枝血红素修饰的氧化石墨烯及其制备方法

说明书

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。