[发明专利]一种氧化石墨烯促菌复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及复合材料技术领域，具体涉及一种氧化石墨烯促菌复合材料及其制备方法。本发明氧化石墨烯促菌复合材料的制备步骤包括：1)使用碱、盐酸对氧化石墨烯进行碱化处理；2)取碱化氧化石墨烯和链端为氨基的八臂聚乙二醇，使用碳二亚胺进行合成；3)使用超滤管洗涤复合材料。本发明制备方法具有可操作性，设备简单，可以利于工厂化大规模生产，制备的氧化石墨烯聚乙二醇复合材料结构和性质稳定，对多种细菌具有良好的促进细菌生长的作用。

【技术领域】

本发明涉及复合材料技术领域，具体涉及一种氧化石墨烯促菌复合材料。

【背景技术】

石墨烯是一种sp2杂化、具有蜂窝结构、单原子厚度的二维碳纳米材料，可以看作是平面芳族大分子。石墨烯还可以看作是其他碳纳米材料的基本组成部分，石墨烯可以通过包裹形成零维的富勒烯，卷起形成一维的碳纳米管，通过堆叠形成三维石墨。氧化石墨烯(GO)是石墨烯的一种重要的衍生物，一般由石墨经强酸氧化而制得，常用为Hummer’s合成法。以石墨粉为原料，用浓硫酸、高锰酸钾进行氧化，再经洗涤透析等步骤得到边缘有含氧基团的石墨薄片，最后通过超声等物理方法实现氧化石墨的完全剥离，得到单层氧化石墨烯材料。其表面含有丰富的活性含氧基以及π共轭结构，为氧化石墨烯材料进行共价/非共价修饰或者进行药物包载提供了结构基础，同时因其良好的水溶性以及可修饰性。

石墨烯材料及其衍生物已经被广泛的用于生物工程和生物医药领域的研究中，尤其在药物输送、肿瘤治疗、生物检测以及微生物工程中都有突破性的发现。2008年戴宏杰教授课题组首次报道了可以利用聚乙二醇修饰的氧化石墨烯作为难溶性芳香类抗肿瘤药物SN38的给药载体。研究还发现经聚乙二醇修饰的氧化石墨烯还可以用于阿霉素(DOX)的靶向运输，能够通过pH响应释放装载的抗肿瘤药物，大大提高了抗肿瘤药物的治疗效果以及治疗效率。同时碳材料在近红外区有较强的吸收，可以转换光能为热能，近红外光具有穿透能力强且生物组织对这一范围光的吸收较少的特点，这样氧化石墨烯材料可以对肿瘤进行光热和药物的联合治疗。在生物检测领域，因为石墨烯材料表面具有大量的π共轭结构，即可以通过π-π堆垛作用与单链DNA、血红蛋白相互作用，能够明显降低在进行激光飞行时间质谱(SELDI)时的背景噪音。负载银纳米颗粒的石墨烯材料，可以通过拉曼光谱实现最低限为9nM的叶酸检测。另一方面，氧化石墨烯材料被证实了具有优秀的生物相容性，有报道表明氧化石墨烯薄膜能够促进L-929细胞、成骨细胞、肾脏细胞和胚胎细胞的附着和增殖。在微生物领域，中国专利申请号CN201410306950.7(CN104068058A)公开了一种纳米银颗粒吸附的氧化石墨烯复合材料，达到了良好的抑菌作用。

在现有技术中，中国专利申请号CN200510111874.5(CN1986443)和中国专利申请号CN200510111877.9(CN1986446)都提出了利用金属盐(亚铁盐、锰盐、钙盐和镁盐)、糖蜜和吸附物以促进硝化菌的生长。中国专利申请号CN201410141638.7(CN103898026A)公布了一种添加多种微量元素的促进剂，以促进亚硝酸细菌的生长。以上细菌生长促进剂需要多种原材料，工艺较为复杂且仅针对一种或少数几种细菌发挥生长促进作用，不能适应促进多种细菌生长的需求。

【发明内容】

本发明的发明目的在于：针对现有细菌生长促进剂需要原料较多、工艺复杂、作用细菌单一的问题，提供一种氧化石墨烯促菌复合材料。本发明对以大肠杆菌为代表的革兰氏阴性菌和以金黄色葡萄球菌为代表的革兰氏阳性菌均有促进作用，且需要原料较少，合成工艺简单，此外本发明还提供了该氧化石墨烯促菌复合材料的制备方法，该方法具有可操作性，需要实验设备简单，可以进行扩大生产。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种氧化石墨烯促菌复合材料的制备方法，包括以下步骤：

a.按重量份比，取氧化石墨烯，加水稀释，配制成质量浓度为0.9～1.2mg/mL的氧化石墨烯水溶胶，然后向所述氧化石墨烯水溶胶中缓慢加入碱，经水浴搅拌后，得到碱性氧化石墨烯溶液；