[发明专利]改性碳纳米管及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种改性碳纳米管及其制备方法和应用。上述改性碳纳米管的制备方法包括如下步骤：以1,2:5,6‑二氧异亚丙基‑D‑呋喃葡萄糖和酸酐为原料，进行酯化反应，得到1,2:5,6‑二氧异亚丙基‑D‑呋喃葡萄糖酯类单体，酸酐中至少含有一个不饱和双键结构；将1,2:5,6‑二氧异亚丙基‑D‑呋喃葡萄糖酯类单体进行均聚反应，得到1,2:5,6‑二氧异亚丙基‑D‑呋喃葡萄糖酯类聚合物；将1,2:5,6‑二氧异亚丙基‑D‑呋喃葡萄糖酯类聚合物与弱酸反应，得到聚葡萄糖酯；及将聚葡萄糖酯与碳纳米管进行接枝反应，得到改性碳纳米管。上述改性碳纳米管的制备方法使用含有葡萄糖基团的聚合物对碳纳米管进行改性处理，能够用于制备检测癌症细胞的试剂。

技术领域

本发明涉及碳纳米管技术领域，特别是涉及一种改性碳纳米管及其制备方法和应用。

背景技术

由于葡萄糖代谢的变化和葡萄糖转运蛋白的表达提高，癌症细胞会表现出糖摄取量显著增加。根据这个原理，放射性氟代脱氧葡萄糖作为葡萄糖的类似物，一旦注入血管中，会更多地聚集于癌症细胞上，故常用于制备检测癌症细胞的试剂或制备治疗癌症的试剂。

随着纳米材料的发展，碳纳米管由于其卓越的热学、光学和电学性能，有望在癌症显像中提高敏感性和特异性，也在制备检测癌症细胞的试剂中有潜在应用价值。具体来说，碳纳米管具有较大的纵横比，可作为载体，运输功能性物质例如示踪剂、蛋白分子、抗癌分子等。同时碳纳米管本身的特性使碳纳米管在超声、光声和近红外显影中都有重要应用，尤其是碳纳米管在一定范围的电磁辐射中可在短时间内吸收大量的热，有望用于制备检测癌症的试剂。

放射性葡萄糖作为癌症细胞显影和跟踪技术常用追踪剂，其放射性物质对生物体有不利影响。接枝改性的碳纳米管可以提供一定的空间位阻，有效防止纯碳纳米管的团聚。故含葡萄糖的物质接枝于碳纳米管有望结合葡萄糖和碳纳米管各自的优势用于显影技术和检测癌症细胞的试剂的制备中。

发明内容

基于此，有必要提供一种含葡萄糖的改性碳纳米管的制备方法。

此外，还提供一种改性碳纳米管和改性碳纳米管的应用。

一种改性碳纳米管的制备方法，包括以下步骤：

以1,2:5,6-二氧异亚丙基-D-呋喃葡萄糖和酸酐为原料，进行酯化反应，得到1,2:5,6-二氧异亚丙基-D-呋喃葡萄糖酯类单体，所述酸酐中至少含有一个不饱和双键结构；

将所述1,2:5,6-二氧异亚丙基-D-呋喃葡萄糖酯类单体进行均聚反应，得到1,2:5,6-二氧异亚丙基-D-呋喃葡萄糖酯类聚合物；

将所述1,2:5,6-二氧异亚丙基-D-呋喃葡萄糖酯类聚合物与弱酸反应，得到聚葡萄糖酯，所述弱酸选自甲酸、乙酸及苯甲酸中的一种；及

将所述聚葡萄糖酯与碳纳米管进行接枝反应，得到改性碳纳米管。

在其中一个实施例中，所述以1,2:5,6-二氧异亚丙基-D-呋喃葡萄糖和酸酐为原料，进行酯化反应，得到1,2:5,6-二氧异亚丙基-D-呋喃葡萄糖酯类单体的步骤包括：

将所述酸酐与所述1,2:5,6-二氧异亚丙基-D-呋喃葡萄糖混合，并进行加热反应，得到混合物；及

将所述混合物冷却，并经萃取、洗涤，得到所述1,2:5,6-二氧异亚丙基-D-呋喃葡萄糖酯类单体。

在其中一个实施例中，所述将所述1,2:5,6-二氧异亚丙基-D-呋喃葡萄糖酯类单体进行均聚反应，得到1,2:5,6-二氧异亚丙基-D-呋喃葡萄糖酯类聚合物的步骤包括：

将催化剂、所述1,2:5,6-二氧异亚丙基-D-呋喃葡萄糖酯类单体和引发剂混合，并抽真空，在油浴加热下反应，得到反应液；

采用沉淀剂将所述反应液沉淀，得到沉淀物；及