一種含甘草酸修飾的多壁碳納米管復合材料的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于碳納米管復合材料的制備領域，特別涉及一種含甘草酸修飾的多壁碳 納米管復合材料的制備方法。
【背景技術】
[0002] 碳納米管是一種具有獨特結構的一維量子材料，由石墨碳原子層卷曲而成，管的 直徑一般為幾納米到幾十納米，管壁厚度僅為幾納米，長度可達數微米。碳納米管因具有極 高的強度，納米尺度的尖端，較大的比表面積和特殊的管道結構，在生物、化學、材料等方面 展現出良好的應用前景。目前研宄表明，由于制備技術的成熟，碳納米管作為診斷試劑、化 療藥物、蛋白和多肽等生物材料的載體有明顯的優勢，如將碳納米管作為藥物載體，通過堆 積作用可負載藥物，這些藥物的釋放依賴于體系的環境的PH，因此具有一定的靶向性。
[0003] 聚乙稀亞胺（Polyethyleneimine，PEI)是一種高附著性、高吸附性的高分子材 料，其中的胺基能與羥基反應生成氫鍵，與羧基反應生成離子鍵，也可以和碳酰基反應成共 價鍵，同時由于具有極性基團和疏水基的存在，可以與不同的物質有很強的結合能力。PEI 在水中以聚陽離子的形式存在，能夠吸附和中和所有的陰離子物質，并且還能螯化重金屬 離子，應用于造紙，水處理等環境保護領域。
[0004] 除此之外，PEI同時也是附著力促進劑和轉染試劑。由于PEI是陽離子聚合物，細 胞外表面的負電荷附著到覆蓋有PEI的培養皿地面，為細胞和平板之間提供了更強的附著 力。然而無論是附著力促進劑還是轉染試劑，PEI都有很強的細胞的毒性，從而限制了其應 用。因此，有必要對其進行改性處理，使之有更加廣泛的應用和發展。
[0005] 甘草酸（GlycyrrhizicAcid，GL)是甘草的主要成分，具有消炎、抗過敏及抗微生 物等多種功效，理論上可以用于治療各種原因所致的炎癥性疾病。隨著目前對甘草酸及其 衍生物藥理作用研宄的進一步深入，甘草酸在治療各種肝損害臨床應用上有廣闊的前景。 研宄表明，甘草酸通過抗炎、抗脂質過氧化、調節免疫和穩定溶酶體膜等作用，在體內能高 度的靶向肝細胞，有效的防止實驗性和臨床的各種肝損害。
【發明內容】
[0006] 本發明所要解決的技術問題是提供一種含甘草酸修飾的多壁碳納米管復合材料 的制備方法，該發明采用化學鍵合的方法合成含甘草酸的多壁碳納米管復合材料，操作簡 單，實驗條件溫和；制備得到的復合材料可作為藥物的負載及緩釋。
[0007] 本發明的一種含甘草酸修飾的多壁碳納米管復合材料的制備方法，包括：
[0008] (1)將羧基化的多壁碳納米管MCNT分散在溶劑中，加入EDC活化，然后加入聚乙烯 亞胺PEI溶液，反應12-24h，透析，冷凍干燥，得到MCNT-PEI;其中，MCNT與EDC的質量比為 1-3:1，MCNT與PEI的質量比為 1:1-1:2 ;
[0009] (2)將步驟（1)中的MCNT-PEI溶于水中，加入異硫氰酸熒光素FITC溶液，得到混 合溶液；其中，MCNT-PEI與FITC的摩爾比為1:10~1:20 ;
[0010] (3)將甘草酸GL加入EDC和NHS活化，然后加入到步驟⑵的混合溶液中，反應 12-24h，得到MCNT-PEI-FI-GL;其中，GL、EDC、NHS的摩爾比為 1:1:1-1:10:10，MCNT-PEI與 GL的摩爾比為1:10-1:20;
[0011] (4)向步驟（3)中得到的MCNT-PEI-FI-GL中加入三乙胺，然后加入乙酸酐， 反應12-24h，透析，冷凍干燥，即得含甘草酸修飾的多壁碳納米管復合材料；其中， MCNT-PEI-FI-GL中氨基與乙酸酐的摩爾比為1:5-1:10,與三乙胺的摩爾比為1:1-1:5,其 中三乙胺和乙酸酐的摩爾比為1:1. 5。
[0012] 所述步驟（1)中溶劑和PEI溶液中的溶劑均為二甲基亞砜。
[0013] 所述步驟（1)中活化的時間為2_3h。
[0014] 所述步驟（2)中FITC溶液的溶劑為二甲基亞砜。
[0015] 所述步驟（3)中活化的時間為2_3h。
[0016] 所述步驟（4)中加入三乙胺后混合30min。
[0017] 所述步驟⑴和步驟⑷中透析時采用的是透析袋，先在pH=6-7的緩沖液中透 析，再在水中透析。
[0018] 有益效果
[0019] (1)本發明采用化學鍵合的方法，合成含甘草酸的多壁碳納米管復合材料，制備方 法操作簡單、實驗條件溫和；
[0020] (2)本發明的多壁碳納米管復合材料克服了碳納米管分散性差的缺陷，通過甘草 酸及乙酰化的修飾，降低了PEI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；
[0021] (3)本發明制備得到的含甘草酸的多壁碳納米管復合材料用作藥物的負載及緩 釋，特定組織的定向輸送。
【附圖說明】
[0022] 圖1為實施例1中得到的含甘草酸修飾的多壁碳納米管復合材料的TCM圖；
[0023]圖2為實施例2所得的MCNT-PEI、GL及含MCNT-PEI-FI-GL的1H-NMR圖譜；其中 a為MCNT-PEI、b為GL、c為MCNT-PEI-FI-GL;
[0024]圖 3 為實施例 3 所得的MCNT-PEI、GL及含MCNT-PEI-FI-GL的UV-Vis圖譜。
【具體實施方式】
[0025] 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。
[0026] 實施例1
[0027] (1)將羧基化的MCNT(IOOmg)，溶解在20mLDMSO中，然后加入EDC(48mg)活化攪 拌反應3h。在攪拌的情況下，逐滴加入IOmL含PEI(150mg)的DMSO溶液，在室溫狀態下超 聲攪拌反應24h。最后將反應溶液放入透析袋（MW= 100, 000)中，用透析法將未反應的雜 質及副產物除去，先用PBS緩沖液透析2次，每次2L，再用蒸餾水透析7次。最后將產物冷 凍干燥后獲得MCNT-PEI。
[0028] (2)稱取40mgMCNT-PEI于水中加入I. 4mgFITC的DMSO溶液，另稱取18mgGL于水 中加入14mgEDC、8. 6mgNHS活化三小時，之后加入MCNT-PEI溶液中，攪拌反應24h后，加入 360y1三乙胺，30min后加240y1乙酸酐。攪拌反應24h。最后將反應溶液放入透析袋（MW =8, 000~14, 000)中，用透析法將未反應的雜質及副產物除去，先用PBS緩沖液透析2次， 每次2L，再用蒸餾水透析7次。最后將產物冷凍干燥。
[0029] (3)對最終產物的TEM表征如圖1所示，可以看出多壁碳納米管經過多功能修飾過 后依然保持其中空管狀結構，即修飾僅發生在碳納米管的表面，并不改變碳納米管本身的 結構。
[0030] 實施例2
[0031] (1)將羧基化的MCNT(360mg)，溶解在40mLDMSO中，然后加入EDC(120mg)活化攪 拌反應3h。在攪拌的情況下，逐滴加入20mL含PEI(450mg)的DMSO溶液，在室溫狀態下超 聲攪拌反應24h。最后將反應溶液放入透析袋（MW= 100, 000)中，用透析法將未反應的雜 質