[发明专利]氧化石墨烯与环糊精的复合物及其制备方法

说明书

本发明涉及化学合成领域，具体为一种氧化石墨烯与环糊精的复合物及其制备方法，本发明的氧化石墨烯运载环糊精的复合物，按照质量分称量以下组分：氧化石墨烯1份，环糊精100‑200份。本发明还公开了一种氧化石墨烯运载环糊精结合物的制备方法，本发明在碱性环境中采用超声方式进行氧化石墨烯与环糊精的连接，并通过透析除去未结合的游离环糊精，再使用冻干技术得到氧化石墨烯运载环糊精结合物成品。在制备过程中避免使用有机溶剂以造成对氧化石墨烯表面修饰基团的破坏，将环糊精连接到氧化石墨烯分子上可以显著增加氧化石墨烯在水中的稳定性、分子识别能力与生物大分子结合能力，使其应用更加广泛。

技术领域

本发明属于化学合成领域，特别涉及到氧化石墨烯与环糊精复合物及其制备方法。

背景技术

氧化石墨烯(graphene oxide)是石墨烯的氧化物，其颜色为棕黄色，市面上常见的产品有粉末状、片状以及溶液状的。因经氧化后，其上含氧官能团增多而使性质较石墨烯更加活泼，可经由各种与含氧官能团的反应而改善本身性质。石墨烯是一种六边形共轭环堆积起来的二维单层碳原子片层，可以随时在横向尺寸上扩展到数十微米，有着像蜂巢一样的显微结构，使其拥有许多特殊的性质，如具有聚合物、胶体、薄膜，以及两性分子的特性，从而可以广泛应用于微电子、能源、材料科学以及生物医学等多个领域。石墨烯的衍生物氧化石墨烯可以通过π-π共轭与许多芳香性的化学治疗药物分子结合起来，从而改善这些药物的溶解性和生物相容性。

环糊精(Cyclodextrin，简称CD)是直链淀粉在由芽孢杆菌产生的环糊精葡萄糖基转移酶作用下生成的一系列环状低聚糖的总称，通常含有6-12个D-吡喃葡萄糖单元。其中研究得较多并且具有重要实际意义的是含有6、7、8个葡萄糖单元的分子，分别称为alpha-、beta-和gama-环糊精。根据X-线晶体衍射、红外光谱和核磁共振波谱分析的结果，确定构成环糊精分子的每个D(+)-吡喃葡萄糖都是椅式构象。各葡萄糖单元均以1，4-糖苷键结合成环。由于连接葡萄糖单元的糖苷键不能自由旋转，环糊精不是圆筒状分子而是略呈锥形的圆环。

由于环糊精的外缘亲水而内腔疏水，因而它能够像酶一样提供一个疏水的结合部位，作为主体包络各种适当的客体，如有机分子、无机离子以及气体分子等。其内腔疏水而外部亲水的特性使其可依据范德华力、疏水相互作用力、主客体分子间的匹配作用等与许多有机和无机分子形成包合物及分子组装体系，成为化学和化工研究者感兴趣的研究对象。这种选择性的包络作用即通常所说的分子识别，其结果是形成主客体包络物(Host-Guest Complex)。环糊精是迄今所发现的类似于酶的理想宿主分子，并且其本身就有酶模型的特性。因此，在催化、分离、食品以及药物等领域中，环糊精受到了极大的重视和广泛应用。由于环糊精在水中的溶解度和包结能力，改变环糊精的理化特性已成为化学修饰环糊精的重要目的之一。

氧化石墨烯本身水溶性较差，在水中会发生沉降，并且其在生理溶液中的溶解性也较差，为改善这些缺点，人们研究使用各种方法来对氧化石墨烯分子表面进行修饰，如聚乙二醇、叶酸等，但均存在修饰后氧化石墨烯分子载药量下降的问题。

目前已有环糊精与石墨烯的连接体系的相关研究和专利，如《有机化学》2012年11期发表中公布了环糊精-石墨烯超分子体系；申请号为CN102716730A的专利公布了一种纳米磁性环糊精/石墨烯生物吸附材料的制备方法，采用表面修饰技术，将磁性环糊精修饰到石墨烯表面上；申请号为CN103212306A的专利公布了一种环糊精修饰的石墨烯滤膜及其制备方法，通过环糊精对石墨烯表面修饰，形成过滤薄膜，利用环糊精的主客体保结作用和石墨烯的高吸附能力可以对水中的污染物分子实现大量的吸附和有效的去除；申请号为CN103357388 A的专利公布了一种用于水体净化的环糊精-石墨烯微球制备方法，混合氧化石墨烯和环糊精溶液后挥干水分，或者混合后加入还原剂，再挥干水分，所得固体真空干燥后得到环糊精-石墨烯复合物。目前为止，很少见解决氧化石墨烯溶解性差易聚集并且增加了其载药量的报道。

发明内容