一种水溶性和高生物相容性的碳纳米管的制备方法

摘要

本发明公开了一种水溶性和高生物相容性的碳纳米管的制备方法。首先对碳纳米管通过强氧化剂处理在碳纳米管的表面引入羧基，然后用酰化试剂将羧基转化为酰氯，再加入多元醇或者多元胺进行转化，获得表面含羟基或者氨基的碳纳米管，接着用2－氯－2－氧合－1，3，2－二氧磷杂环戊烷与碳纳米管表面的羟基或者氨基键合，然后用叔胺进行开环，转化为水溶性和高生物相容性的磷酸胆碱基团，得到磷酸胆碱单分子层保护和修饰改性的碳纳米管。本发明简单易行，可控性强，所得产品在水中表现出良好的溶解性、稳定性和高生物相容性。本发明制备的碳纳米管作为生物纳米材料在药物缓释、基因传递、生物分子诊断和检测、生物分子分离、生物传感器等领域中有着巨大的应用前景。

主权项

1.一种水溶性和高生物相容性的碳纳米管的制备方法，其特征在于包括如下步骤：1)1重量份干燥的碳纳米管原料和0.1～100重量份强氧化剂，以40～100kHz超声波处理0.1～100hr后，加热到20～200℃，反应0.5～100hr，以滤膜抽滤，反复洗涤多次至中性，0～180℃真空干燥10～30hr后得到酸化的碳纳米管；2)加入步骤1)所得酸化的碳纳米管1重量份和酰化剂1～100重量份，以40～100kHz超声波处理10～1000min后，加热到20～200℃，搅拌并回流下反应0.5～100hr，抽滤并反复洗涤除去酰化剂，得到酰化的碳纳米管；3)加入步骤2)所得酰化碳纳米管1重量份和多元醇或多元胺1～50重量份，密封，反复抽充氮气2～3次，以40～100kHz超声波处理10～1000min后，在20～200℃下反应1～20hr，抽滤，反复洗涤后，0～180℃真空干燥，得到表面带有羟基或胺基的碳纳米管；4)加入步骤3)所得表面带有羟基或胺基的碳纳米管1重量份和2-氯-2-氧合-1，3，2-二氧磷杂环戊烷1～50重量份，密封，反复抽充氮气2～3次，以40～100kHz超声波处理10～1000min后，在-20～200℃下反应1～20hr，抽滤，洗涤后，0～180℃真空干燥，得到表面带有磷酰酯的碳纳米管；5)加入0.01～10重量份叔胺，再加入步骤4)所得的表面带有磷酰酯的碳纳米管1重量份，溶剂0.01～50重量份，密封后充氩气或氮气2～3次，在0～150℃下进行叔胺开环反应0.01～1000hr后，得到磷酸胆碱单分子层保护和修饰改性的碳纳米管，停止反应，用水进行稀释，抽滤，洗涤，0～180℃真空干燥，得到的水溶性和高生物相容性的碳纳米管。