[发明专利]磷脂膜-石墨烯复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种磷脂膜-石墨烯复合材料及其制备方法，属于复合材料技术领域。 

背景技术

脂质体是一种人工制备的由磷脂双分子层包裹而成的球形囊泡。它具有良好的生物相容性、生物可降解性、亲水和疏水的两性特性，且毒性低。这些优良的生物特性使其被广泛应用于生物膜模拟、基因和药物传输、生物传感、纳米复合材料的制备等领域，并作为一种最有可能建立的纳米平台被食品和药物管理局(FDA)通过用于癌症治疗。磷脂分子不仅是组成细胞膜框架的主要成分，同时在细胞内的信号传递网络中也扮演了重要角色。例如细胞生长，代谢、分化、凋亡等重要过程。因而，构建磷脂功能化的复合纳米材料具有广阔的应用前景。 

石墨烯是一种新型的二维碳纳米材料，它具有独特的光学、热学、电子和机械特性，在不同的技术领域引起人们广泛的研究兴趣。例如纳米电器件，纳米复合材料，传感器和超级电容器等。与其它碳纳米材料类似，石墨烯也具有高度疏水性，这在一定程度上限制了其在生物领域中的应用。为实现石墨烯在生物医学领域中的应用，对石墨烯进行生物功能化为其引入良好的水溶性与生物相容性具有重要的意义。现有技术中，已有表面活性剂和聚电解质用于功能化石墨烯，例如(J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 3611-3620)文献公开的利用表面活性剂十二烷基苯磺酸钠和(J. Mater. Chem. 2006, 16, 155-158)文献公开的利用聚电解质聚苯乙烯磺酸钠功能化石墨烯制备石墨烯复合物，虽然上述两种方法制备的石墨烯复合纳米材料具有较好的水溶性，但是表面活性剂和聚电解质具有较强的细胞毒性，限制了石墨烯复合材料在生物体系的应用。 

发明内容

为了解决现有技术中没有兼备良好的水溶性及生物相容性的石墨烯材料的问题，提高磷脂复合纳米材料的负载能力，本发明提供一种磷脂膜-石墨烯复合 材料及其制备方法。 

磷脂膜-石墨烯复合材料的制备方法，该方法包括以下步骤： 

(1)由负电性磷脂制备脂质体溶液； 

(2)将石墨烯氧化物水溶液与步骤(1)制备的脂质体溶液混合，在10-60℃的水浴中超声形成均一的分散液，搅拌下加入还原剂水溶液，于35-90℃水浴中反应2-36h，还原石墨烯氧化物，经离心分离、洗涤除去过量的脂质体和还原剂，得到磷脂膜-石墨烯复合材料。 

优选的是，步骤(1)中，所述的负电性磷脂为二肉豆蔻酰磷脂酰甘油(DMPG)，二棕榈酰磷脂酰甘油(DPPG)或者二硬脂酰磷脂酰甘油(DSPG)。 

优选的是，所述的负电性磷脂与石墨烯氧化物的质量比为1-20，更优选的是4-10。 

优选的是，步骤(2)中，所述的搅拌下加入还原剂水溶液后，石墨烯氧化物的最终浓度为0.1-1 mg/mL，负电性磷脂的最终浓度为1-20 mg/mL。 

优选的是，步骤(2)中，所述的还原剂与石墨烯氧化物的质量比为0.7-20。 

优选的是，步骤(2)中，所述的还原剂为肼或者抗坏血酸。 

优选的是，步骤(2)中，所述的还原剂为肼时，还原剂与石墨烯氧化物的质量比为0.7-2，反应温度为50-70℃，反应时间为4-6h。 

优选的是，步骤(2)中，所述的还原剂为抗坏血酸时，还原剂与石墨烯氧化物的质量比为10-20，反应温度为35-60℃，反应时间为18-36h。 

本发明还提供由上述方法制备的磷脂膜-石墨烯复合材料。 

本发明的有益效果为： 

(1)石墨烯氧化物(GO)由于具有较多的含氧基团通常能够稳定地分散于水中，但是通过化学还原除去石墨烯氧化物含氧功能团产生石墨烯时，石墨烯将立即失去其良好的水分散性，发生聚集并最终沉淀，本发明在石墨烯氧化物氧化还原体系中引进脂质体作为分散剂，增强了石墨烯在水溶液中的分散能力， 

制备的磷脂膜-石墨烯复合材料，磷脂膜对石墨烯表面改性，阻止了石墨烯在水溶液中易团聚的问题，使得复合材料在水中具有良好的分散性和稳定性； 

(2)本发明制备的磷脂膜-石墨烯复合材料，兼备石墨烯和磷脂膜的优点，磷 脂膜通过非共价方法作用在石墨烯表面，能够尽可能保持石墨烯本身独特的电学、电子和光化学特性；石墨烯表面的磷脂膜具有低毒性、易与细胞膜融合，且容易修饰各种具有特异性识别能力的生物分子； 

(3) 本发明制备的磷脂膜-石墨烯复合材料通过调节石墨烯氧化物与负电性磷脂的质量比可以控制磷脂膜在石墨烯表面部分覆盖，使石墨烯上有充足的空间可用于负载疏水性的芳香烃类药物；