[发明专利]聚乙二醇化学接枝修饰二氧化钛纳米管的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚乙二醇化学接枝修饰二氧化钛纳米管的方法，属有机化学接枝修饰及二氧化钛纳米管改性处理技术领域。

背景技术

随着纳米技术的迅速发展，各种形式的纳米材料正以各种途径进入我们的生活，纳米尺度的材料具有小尺寸效应、大比表面积、高反应活性等性质，从而在光学、力学、电学、生物学等方面表现出不同于一般宏观材料的显著特点，特别是其能够进入生物体，对生物体造成的各种的影响已经引起科学界和各国政府的广泛关注。

二氧化钛纳米管是近年来发展的一种新型管状纳米材料，有着比二氧化钛粉体和纳膜材料更大的比表面积，具有更诱人的应用前景，为了适合不同用途的需要，采用不同方法制备具有特定性能的二氧化钛纳米管逐渐引起人们的兴趣，各种各样的改性二氧化钛纳米管及其复合结构被制备出来。

聚乙二醇类聚合物是pH中性、无毒、水溶性的聚合物，具有线性的(相对分子量5000～30000)或枝化的(相对分子量40000～60000)链状结构，线性分子为HO-(CH₂CH₂O)n-CH₂CH₂-OH，其中聚乙二醇及其衍生物由于具有下述的优良性质而在化学修饰中应用最多：①PEG具有两亲性，既可溶解于水，又可溶解于大多数的有机溶剂；②PEG无毒，免疫原性低，其生物相容性也已通过美国FDA认证；③PEG的分子量范围很宽，从几万到数十万，选择余地大；④PEG可以将它的许多优良性质赋予修饰后的生物分子。纳米生物技术在迅速发展的生物技术领域中正处于领先地位，利用具有生物兼容性较好的聚乙二醇来修饰二氧化钛纳米管，具有生物和化学惰性以及它的成本效益，TiO₂纳米粒子结合了无机和有机成分的特性，有利于纳米管上接载药物，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聚乙醇化学接枝修饰二氧化钛纳米管的方法。

本发明一种聚乙醇化学接枝修饰二氧化钛纳米管的方法，其特征在于具有以下的过程和步骤：

a.二氧化钛纳米管的氨基化：在装有磁力搅拌转子，回流冷凝管的100ml三颈圆底烧瓶中，加入1.0g干燥的二氧化钛纳米管原料，8.0ml APTMS和30.0ml甲苯，以40kHz超声波处理15min后，氮气保护下加热到80℃，搅拌反应24h后，停止反应，冷却至室温，抽滤，甲苯反复洗涤多次，80℃真空干燥24h后得到表面带有氨基的二氧化钛纳米管；

b.聚乙二醇羧基化：将聚乙二醇0.5mmol、4-二甲氨基吡啶2mmol、丁二酸酐2mmol、三乙胺2mmol溶解在溶剂二氧杂环己烷中，在室温氮气保护条件下反应24h，溶液的质量百分比浓度为3％；二氧杂环己烷在真空条件下除去，剩余产物溶解在四氯化碳中，没有反应的丁二酸酐通过过滤除去；滤液在冷的乙醚溶液中沉淀，得到的沉淀物在真空条件下干燥12多小时，最终得到羧基化的聚乙二醇，反应方程式如下：

c.二氧化钛纳米管与聚乙二醇的反应：将0.1mmol的PEG-COOH溶解在磷酸缓冲溶液中，然后将2mmol的1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳化二亚胺盐酸盐和2mmol的N-羟基丁二酰亚胺加入到上述溶液中，磁力搅拌30min后，将氨基化的二氧化钛纳米管加入到上述溶液中；超声15min后，在室温条件下搅拌反应24h，未反应的物质反复洗涤多次；然后经离心、抽滤，得到聚乙二醇修饰后的二氧化钛纳米管。

本发明方法的优点和特点如下所述：

(1)PEG修饰的二氧化钛纳米管合成过程简单，可控性强，不需要高温、高压、添加催化剂等特殊的反应条件；

(2)修饰后的二氧化钛纳米管可溶性增强，并且在无机的二氧化钛纳米管结构中含有规则排列的、不同亲和性能的、纳米级的尺寸聚合物链段所组成的纳米级空间，可以作为特殊功能的纳米器件，广泛的应用于药物输送等生物医学的诊断和治疗。

附图说明

图1为本发明中二氧化钛纳米管的氨基化的反应示意图。

图2为本发明中聚乙二醇修饰二氧化钛纳米管的反应示意图。

图3为本发明中聚乙二醇接枝修饰二氧化钛纳米管的红外光谱图。

具体实施方式

现将本发明的具体实施例叙述于后。

实施例：本实施例中的过程和步骤如下所述：