[发明专利]叠氮官能化碳纳米管的制备方法

说明书

本发明属于生物化学材料技术领域，具体涉及一种叠氮官能化碳纳米管的制备方法。本发明基于碳纳米管的结构特性，通过SWNTs‑COOH的制备和活化、SWNTs‑N₃的制备，逐步制备出叠氮官能化的碳纳米管，从而应用于复合物的制备以及作为荧光传感器中的优良淬灭剂实现对有关靶标的检测，从而应用于临床、医药等领域。

技术领域

本发明属于生物化学材料技术领域，具体涉及一种叠氮官能化碳纳米管的制备方法。

背景技术：

纳米材料和生物分子的结合在生物传感器领域发挥着越来越重要的作用，碳纳米管作为一种新型的纳米材料由于其具有独特的光电性能和机械性能而得到广泛研究及应用。碳纳米管是由一层或多层石墨烯薄片制成的中空石墨纳米管，通常分为单壁碳纳米管(single-walled carbon nanotubes,SWNTs)和多壁碳纳米管(multi-walled carbonnanotubes,MWNTs)两种类型。SWNTs相对于MWNTs来说，仅由一层石墨烯薄片制备而成，因此更具有优良的性能，比如超轻的重量、高的热稳定性和机械性能、大的表面积比以及易于表面官能化等，因此常常被用构建纳米生物传感器。此外，经研究表明SWNTs在荧光适体传感器中可通过充当FRET的能量受体而被认为是优良的淬灭剂。因此，基于SWNTs对适体DNA的独特吸附能力以及比较宽泛的能量传递范围的特性，该纳米材料在DNA分析以及蛋白质测定方面具有一定的研究意义和实践应用价值。

发明内容

叠氮官能化单壁碳纳米管的制备方法，包括如下步骤：

(1)SWNTs-COOH的制备：

将碳纳米管SWNTs超声分散，制得SWNTs溶液；

在SWNTs溶液中，依次加入NaOH和氯乙酸超声，将SWNTs表面的-OH官能团转化为–COOH官能团；然后用NaOH中和掉未反应的氯乙酸，离心纯化，冷冻干燥，羧基官能化的SWNTs，即SWNTs-COOH；

(2)活化SWNTs-COOH；

将步骤(1)制备的SWNTs-COOH固体溶于超纯水中，超声分散均匀，得到SWNTs-COOH溶液，然后加入含NHS和EDC的溶液，室温下温育，离心，得到活化的SWNTs-COOH；

(3)SWNTs-N3的制备：

将步骤(2)制得的活化SWNTs-COOH溶于甲醇溶液中，超声分散得SWNTs-COOH的甲醇溶液，然后与N₃-PEG-NH₂一起加入到HEPES缓冲溶液中充分混合，室温下反应发生共价结合作用，离心，冷冻干燥，得到叠氮官能化的碳纳米管。

步骤(1)中，SWNTs溶液、NaOH和氯乙酸的用量比例为5mL：0.6g：0.5g；其中，SWNTs溶液的浓度为2mg/mL；超声时间为2h。

步骤(2)中，SWNTs-COOH溶液、含NHS和EDC的溶液的体积比为1:1，其中，SWNTs-COOH溶液的浓度为4mg/mL；含NHS和EDC的溶液中，NHS的浓度为50mM，EDC的浓度为200mM。

步骤(2)中，室温下温育的时间为12h。

步骤(3)中，SWNTs-COOH的甲醇溶液、N₃-PEG-NH₂和HEPES缓冲溶液的用量比为5mL：100mg：10mL，其中，SWNTs-COOH的甲醇溶液浓度为2mg/mL，N₃-PEG-NH₂的聚合度为6，HEPES缓冲溶液的浓度为0.1M,pH为7.4。

步骤(3)中，甲醇溶液中，甲醇的体积百分数为10％，超声时间为3h；室温下反应时间为12h。

本发明具有以下优点：