[发明专利]磷酰胆碱结构修饰的氧化石墨烯及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用化学接枝的方法在氧化石墨烯上修饰亲水性结构以获得具有良好分散性的氧化石墨烯及其制备方法，具体涉及一种磷酰胆碱结构修饰的氧化石墨烯及其制备方法，属于纳米技术领域。

背景技术

2004年，英国科学家发现了由碳原子以sp2杂化连接的单原子层构成的新型二维原子晶体石墨烯(Graphene)。其基本结构单元为有机材料中最稳定的苯六元环，是目前最理想的二维纳米材料。完美的石墨烯具有理想的二维晶体结构，它由六边形晶格组成，从结构上看，石墨烯的碳基二维晶体是形成sp2杂化碳质材料的基元。在近几年时间里，各个学科领域都表现出对石墨烯的强烈关注，也将石墨烯的可能应用拓展到了各行各业，如感应器、石墨纸材料、场效应管、以及生物医用领域等，对石墨烯的研究极大地推进了整个纳米科技的发展。然而，石墨烯不溶解、极易团聚的特性也使其研究和应用受到了很大的限制。对石墨烯进行化学改性，在保持其原有性能的基础上赋予其可溶性成了一个广受重视的研究方向。氧化石墨烯（Graphene Oxide,GO）是一种具有层状结构的准二维固体，因含有许多极性基团如-COOH、-OH、环氧基团等，可使其在纯水中得到很好的分散，但是，在盐溶液及细胞培养液中分散性却较差，这使得它在生物医用领域的应用得到限制，为了改变这一状况，需要对氧化石墨进行进一步的修饰。

在现有的研究文献中，使氧化石墨烯在盐溶液及细胞培养液中分散的基本方法是在氧化石墨烯上以共价键连接亲水性基团。Liu等(LiuZ.et al.，PEGylated Nanographene Oxide for Delivery of Water-Insoluble Cancer Drugs.Journal of the American Chemical Society,2008,130(33):10876-7)将六臂聚乙二醇（PEG）接枝到氧化石墨烯上，得到的氧化石墨烯接枝聚乙二醇（GO-PEG）能在PBS、细胞培养液和血清中很好地分散。Zhang等(Zhang S.et al.,In vitro and in vivo behaviors of dextran functionalized graphene.Carbon,2011,49(12):4040-9)将葡聚糖（dextran）接枝到氧化石墨上，形成GO-DEX复合物，大大增进了氧化石墨烯在盐溶液中的分散性，通过细胞实验，发现复合物的毒性较氧化石墨烯的毒性小，在药物载体方面有良好的应用前景。中国发明专利申请号为201010187469.2的专利文件公开了一种亲水性石墨烯的制备方法，将石墨烯与六次甲基四胺反应得到水分散性的石墨烯。中国发明专利申请号为201010251395.4的专利文件公开了一种共价功能化石墨烯及其制备方法，将氧化石墨烯与含叠氮基物质反应得到基于叠烯化学的共价修饰的功能化石墨烯材料，可以使多种官能团（如羟基、羧基、氨基、溴基、长链烷基）和高聚物（如聚乙二醇和聚苯乙烯）共价连接到石墨烯上，具有良好的溶剂分散性。中国发明专利申请号201010535177.3的专利文件公开了一种生物相容性石墨烯的制备方法，将氧化石墨烯溶液与含巯基类的氨基酸及其衍生物反应，得到可以稳定分散于水溶液中，表现出良好生物相容性的材料。中国发明专利申请号为201010530369.5的专利文件公开了一种在石墨烯表面接枝聚合物的方法，将石墨烯或氧化石墨烯分散在溶剂中，加入乙烯基单体，通氮气下加入引发剂，加热反应并经后处理后得到多种聚合物接枝的石墨烯，其权利要求的乙烯基单体包括苯乙烯、苯乙烯磺酸纳、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、甲基丙烯酸叔丁酯、3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酸二乙氨基乙酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、甲基丙烯酸、丙烯酸、4-乙烯基吡啶、2-乙烯基吡啶、4-乙烯基吡咯烷酮或丙烯腈。中国发明专利申请号为201110044749.2的专利文件公开了一种水溶性石墨烯的制备方法，将氧化石墨与考马斯亮蓝作用，再加入还原剂反应，获得水溶性石墨烯，其溶解度可以达到1-1.5mg/mL。以上接枝氧化石墨烯的方法中都不涉及本发明申请中的磷酰胆碱结构。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种制备过程简便、可靠，易于实现，且产品分散性良好而且稳定的磷酰胆碱结构修饰的氧化石墨烯及其制备方法。

本发明是通过以下技术方案来实现的：