[發明專利]表面自組裝納米氧化石墨烯探針及其制備方法與應用

無效

• 申請號: 201110365348.7
• 申請日: 2011-11-17
• 公開（公告）號: CN102516986A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 陳良兵;杜立波;劉揚;高艷利;賈宏瑛;田秋
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: C09K11/06
• 分類號: C09K11/06;C01B31/04;G01N33/542
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢

技術領域

本發明涉及一種性表面自組裝納米氧化石墨烯探針及其制備方法與應用。

背景技術

自由基，尤其是活性氧(ROS)自由基，在體內多承擔或參與機體免疫防御，細胞凋亡與信號轉導等多種生物學過程，因而借助對自由基的分析可以詳盡的了解ROS在生理條件下對細胞正常生理功能的調控作用以及引發諸多疾病過程，如癌癥、糖尿病、高血壓等的分子機制。目前，對于自由基的檢測有多種方法，硝酮類自由基捕獲技術結合電子自旋共振(Spin?Trapping-ESR)方法，但卻受其檢測靈敏度的影響，難以真正實現生物體內的應用。熒光法具有較高的靈敏度，但易于受多種因素的干擾，從而影響了其檢測的準確度。但通常情況下具有熒光性能的硝酮類自由基探針的水溶性均較差，限制了其生物利用。

發明內容

本發明的目的是提供一種表面自組裝納米氧化石墨烯探針及其制備方法與應用。

本發明提供的表面自組裝納米氧化石墨烯探針，是由水溶性氧化石墨烯通過靜電吸附與硝酮類自由基捕獲探針結合而得，其中，-(CH₂CH₂O)的個數為3-30的整數，-(CH₂CH₂O)-來自于水溶性氧化石墨烯，更具體的，是來自于制備水溶性氧化石墨烯過稱中，環氧乙烷在與氧化石墨烯表面的羥基反應過程中所形成的；而石墨烯與硝酮類探針作用過程中主要是通過硝酮類探針結構中的苯環結構與石墨烯之間所形成的靜電吸附作用相連接。

所述表面自組裝納米氧化石墨烯探針的結構示意圖如式I所示，

所述式I中，n為1-10的整數，優選1-4的整數。

所述硝酮類自由基捕獲探針選自芐基苯胺氮氧化合物(NPBN)、4-叔丁基芐基氮氧化合物(NBPBN)和4-羥基芐基氮氧化合物中的至少一種，優選芐基苯胺氮氧化合物(NPBN)；

其中，所述表面自組裝納米氧化石墨烯探針為水溶性；

優選的，所述-(CH₂CH₂O)-的個數為3-12的整數；所述硝酮類自由基捕獲探針為N-芐基苯胺氮氧化合物；

所述表面自組裝納米氧化石墨烯探針的邊長為150-200nm，優選160-180nm，厚度為1-4nm，優選1-2nm。

本發明提供的制備上述表面自組裝納米氧化石墨烯探針的方法，包括如下步驟：將硝酮類自由基捕獲探針與所述水溶性氧化石墨烯進行羥乙基化自組裝反應，反應完畢得到所述表面自組裝納米氧化石墨烯探針。

該反應方程式如下所示：

上述方法中，所述硝酮類自由基捕獲探針選自芐基苯胺氮氧化合物(NPBN)、4-叔丁基芐基氮氧化合物(NBPBN)和4-羥基芐基氮氧化合物中的至少一種，優選芐基苯胺氮氧化合物(NPBN)；

所述硝酮類自由基捕獲探針與所述水溶性氧化石墨烯的質量比為0.1-0.4∶1，優選0.3∶1；

所述羥乙基化自組裝反應步驟中，溫度為4-36℃，更優選25℃，時間為6-72小時，優選24小時。

本發明還提供了一種用于制備表面自組裝納米氧化石墨烯探針原料的水溶性氧化石墨烯，該物質是按照如下方法制備而得。

本發明提供的制備所述水溶性氧化石墨烯的方法，包括如下步驟：將氧化石墨烯溶于水中，用調節劑調節反應體系的pH值為10-12后，加入環氧乙烷進行反應，反應完畢后得到所述水溶性氧化石墨烯。

上述方法中，所述調節劑為NaOH或KOH；所述環氧乙烷與所述氧化石墨烯的質量比為50-100∶1，優選50∶1；所述加入環氧乙烷進行反應步驟中，溫度為0-40℃，優選25℃，時間為4-48小時，優選12小時。