[发明专利]一种常温常压条件下改善碳纳米管在水中分散性的多肽材料及其应用

说明书

本发明公开了一种常温常压条件下显著改善碳纳米管在水中分散性的多肽材料，所述多肽以RADA16‑I为主干，在N端引入甘氨酸、含苯环的氨基酸或含咪唑基的氨基酸中的至少一种，在C端引入精氨酸‑异亮氨酸‑赖氨酸‑缬氨酸‑丙氨酸‑缬氨酸，以此形成可与碳纳米管相互作用的多肽序列。所述多肽材料在常温常压条件下，微量使用即可显著改善碳纳米管在水中的分散性，可方便快捷地制备碳纳米管的水分散液。利用本发明技术制备的碳纳米管水分散液具有更好的分散性，可长期稳定不分层、不团聚，并可进一步制备成负载有碳纳米管的水凝胶材料，在拓展碳纳米管材料应用方面具有非常广阔的应用前景和临床应用价值。

技术领域

本发明属于生物材料技术领域。更具体地，涉及一种常温常压条件下改善碳纳米管在水中分散性的多肽材料及其应用。

背景技术

碳纳米管作为一维纳米材料，重量轻，比表面积大，高长径比，具有许多异常的力学、电学和化学性能，空腔管体可容纳生物特异性分子和药物，优良的细胞穿透性能使其作为载体运送生物活性分子及药物进入细胞或组织，在生物医学、组织工程学等研究领域应用愈发广泛，但原始的碳纳米管缺少活性基团，不溶解于任何溶剂，加之它巨大的比表面积和很高的长径比，导致分散性很差，极易团聚，大大限制了碳纳米管材料的应用。因此，碳纳米管的有效分散成了其实际应用的关键难题。

目前常用的碳纳米管分散手段有两类：第一类是由有机溶剂如三氯甲烷、丙酮与水组成的溶液，这类溶剂虽能分散碳纳米管，但分散溶液只能保留几个小时；第二类是由表面活性剂组成的分散剂，常用的有十二烷基苯磺酸钠（SDS）；另一种做法是对碳纳米管进行改性，包括共价功能化和非共价功能化两类。共价功能化如通过化学改性在碳纳米管表面接上诸如羧基、羟基等活性基团，或一些长链有机化合物使其具有更好的溶解性，尽管该方法可得到分散性良好的碳纳米管分散液，但往往不同程度地破坏了碳纳米管本身结构的完整性，对其原本具有的性能造成不利影响。非共价功能化多是利用碳纳米管表面的碳原子经sp2杂化形成的高度离域化π电子，这些π电子可与其他含有π电子的化合物通过π-π非共价键作用相结合。如使用一些表面活性剂、功能聚合物来制备碳纳米管分散液，常用的有十二烷基苯磺酸钠等，但这类表面活性剂在使用过程中多具有毒性、刺激性、致敏性和易燃易爆等缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有碳纳米管及其分散手段存在的缺陷和不足，提供一种多肽材料，该材料可在常温常压条件下，制备分散性良好的碳纳米管分散液，而且制备过程快速简便，无毒无刺激，同时制备得到的碳纳米管分散液具有良好的生物相容性，并可进一步制备成负载有碳纳米管的水凝胶材料。

本发明的目的是提供一种常温常压条件下改善碳纳米管在水中分散性的多肽材料。

本发明的目的是提供上述多肽材料的应用。

本发明的上述目的是通过以下技术方案给予实现的：

一种常温常压条件下改善碳纳米管在水中分散性的多肽材料，所述多肽以RADA16-I为主干，在N端引入甘氨酸、含苯环的氨基酸或含咪唑基的氨基酸中的至少一种，在C端引入精氨酸-异亮氨酸-赖氨酸-缬氨酸-丙氨酸-缬氨酸。

本发明通过在（精氨酸-丙氨酸-天冬氨酸-丙氨酸）₄序列上通过化学共价键同时在N端连接甘氨酸、含苯环的氨基酸或含咪唑基的氨基酸中的至少一种氨基酸，C端连接精氨酸-异亮氨酸-赖氨酸-缬氨酸-丙氨酸-缬氨酸，最终合成得到需要的多肽序列，所述多肽溶于水后可显著改善碳纳米管在水中的分散性，并可长期稳定存放。所述多肽采用现有的接枝方法获得，优选为固相多肽合成方法。

优选地，所述含苯环的氨基酸为苯丙氨酸，含咪唑基的氨基酸为组氨酸。

具体地，所述多肽的序列如下所示：

序列1：（组氨酸-甘氨酸-苯丙氨酸）n-（精氨酸-丙氨酸-天冬氨酸-丙氨酸）₄-精氨酸-异亮氨酸-赖氨酸-缬氨酸-丙氨酸-缬氨酸；