[發(fā)明專利]表面化學(xué)基團(tuán)修飾的碳納米管化合物及其應(yīng)用

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910020235.6
• 申請(qǐng)日: 2009-03-30
• 公開（公告）號(hào): CN101503187A
• 公開（公告）日: 2009-08-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 閆兵;周宏鈺;張斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): C01B31/02
• 分類號(hào): C01B31/02
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 周慰曾

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及碳納米管化合物及其制備與應(yīng)用，尤其涉及一類新型表面化學(xué)基團(tuán)修飾的碳納米管化合物及其制備方法與應(yīng)用，屬納米材料化學(xué)及生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

碳納米管(CNTs)因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性質(zhì)，是近年來化學(xué)、物理學(xué)、生物學(xué)及材料科學(xué)等多學(xué)科的研究熱點(diǎn)，同時(shí)因其在生物學(xué)及醫(yī)藥方面的潛在應(yīng)用而受到廣泛關(guān)注。當(dāng)把碳納米管注射到動(dòng)物體內(nèi)時(shí)，它們可以進(jìn)入不同的器官甚至細(xì)胞的不同部位，它們還可以結(jié)合蛋白或是DNA分子，這些性質(zhì)使生物相容性好的碳納米管可能成為分子探針、藥物載體、成像試劑、DNA調(diào)節(jié)劑或是其它醫(yī)學(xué)材料(Pantarotto，D.et?al.Translocation?of?bioactive?peptides?across?cell?membranes?by?carbon?nanotubes.Chem.Commun.2004，16-17；Karajanagi，S.S.et?al.Structure?and?function?of?enzymes?adsorbedonto?single-walled?carbon?nanotubes.Langmuir?2004，20，11594-11599；Lin，Y.et?al.Protein-affinity?of?single-walled?carbon?nanotubes?in?water.J.Phys.Chem.B?2004，108，3760-3764；Zheng，M.et?al.DNA-assisted?dispersion?and?separation?of?carbon?nanotubes.Nature?Materials?2003，2，338-342.)。納米材料的生物活性可以通過表面官能團(tuán)修飾及別的方法得到改善。當(dāng)小分子連接到間壁碳納米管表面時(shí)，有報(bào)道稱它們與細(xì)胞的作用可以得到明顯的改善(Dumortier，H.et?al.Functionalized?carbon?nanotubes?are?non-cytotoxicand?preserve?the?functionality?of?primary?immune?cells.Nano?Letters?2006，6，1522-1528.)。而當(dāng)磁性納米材料表面被各種各樣的官能團(tuán)修飾后，活性篩選有助于選擇生物活性最好的材料。有文獻(xiàn)報(bào)道了一些碳納米管有很強(qiáng)的蛋白結(jié)合能力(Karajanagi，S.S.et?al.Structure?and?function?of?enzymes?adsorbed?onto?single-walled?carbon?nanotubes.Langmuir2004，20，11594-11599.)，蛋白的結(jié)合促使其更容易被吞噬細(xì)胞細(xì)胞識(shí)別而清除(Ameller，T.et?al.Polyester-poly(ethylene?glycol)nanoparticles?loaded?with?the?pure?antiestrogen?RU58668：Physicochemical?and?opsonization?properties.Pharm.Res.2003，20，1063-1070；Owens，D.E.；Peppas，N.A.Opsonization，biodistribution，and?pharmacokinetics?of?polymericnanoparticles.Int.J.Pharm.2006，307，93-102.)，或者促使細(xì)胞的信號(hào)傳導(dǎo)蛋白產(chǎn)生未知的抗原決定基，從而引起毒性反應(yīng)。因此，碳納米管表面化學(xué)基團(tuán)結(jié)構(gòu)將對(duì)其性質(zhì)有重要的影響，并將決定其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。對(duì)碳納米管進(jìn)行表面化學(xué)修飾是降低其毒性并且增強(qiáng)其生物兼容性的一種有效手段。

發(fā)明內(nèi)容

為降低納米材料本身的毒性及增強(qiáng)其生物兼容性，本發(fā)明的目的在于提供一類新型表面化學(xué)基團(tuán)修飾的碳納米管化合物。

本發(fā)明應(yīng)用納米材料表面組合化學(xué)合成方法，選擇多樣性分子，對(duì)多壁碳納米管進(jìn)行表面化學(xué)修飾，制備了含有80個(gè)不同表面化學(xué)修飾基團(tuán)的碳納米管化合物庫，并建立了相應(yīng)的分析表征方法。通過多種生物學(xué)篩選實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了不同化學(xué)修飾基團(tuán)碳管的性質(zhì)與表面結(jié)構(gòu)的關(guān)系，并從中發(fā)現(xiàn)了具有較低的蛋白結(jié)合能力、低毒性及免疫反應(yīng)的多壁碳納米管，這些具有優(yōu)良生物功能的碳管，將被用來進(jìn)一步篩選具有生物兼容性、藥物傳輸性以及特異蛋白結(jié)合與識(shí)別能力的納米材料，具有廣泛的市場應(yīng)用前景。

本發(fā)明所述的一類表面化學(xué)基團(tuán)修飾的碳納米管化合物，其化學(xué)結(jié)構(gòu)如通式(I)或(II)所示：

其中：