一种二氢杨梅素/多壁碳纳米管复合物及其制备方法和应用与流程

本发明属于复合材料技术领域，更具体地，涉及一种二氢杨梅素/多壁碳纳米管复合物及其制备方法和应用。

背景技术：

自1991年日本科学家iijima发现碳纳米管cnts以来，cnts因其独特的结构和优异的物理化学性质而成为人们所关注的焦点。作为一种新型碳纳米材料，随着cnts合成技术的日益成熟，低成本批量生产已成为可能。近年来，cnts作为一种优异的载体已经成为负载天然活性物质的研究热点。目前，关于cnts负载天然活性物质的研究主要集中在单壁碳纳米管swnts，对多壁碳纳米管mwnts的研究甚少，而且mwnts比swnts价格便宜至少10倍以上。有研究认为cnts可能具有一定的生物毒性，但相当一部分cnts负载天然活性物质的方法没有注意到这一点，它们直接在碳管上修饰天然活性物质，而没有提高cnts的生物相容性。最后，目前对于cnts负载天然活性物质的方法大部分是通过共价作用，这很有可能减弱甚至改变了天然活性物质原有的生理活性。

二氢杨梅素(简称dmy)是一种多酚羟基的双氢黄酮醇，又称蛇葡萄素，属黄酮类化合物。作为一种不可多得的天然活性物质,二氢杨梅素具有消炎、止咳、祛痰、镇痛、抗氧化、降脂、抗肿瘤、保肝护肝等诸多生理活性，此外，二氢杨梅素还有很强的抑菌作用，有望成为新型的天然抗菌剂。

技术实现要素：

为了解决上述现有技术存在的不足和缺点，首要目的在于提供一种二氢杨梅素/多壁碳纳米管复合物的制备方法。

本发明另一目的在于提供上述方法制备的二氢杨梅素/多壁碳纳米管复合物。该复合物性能优异，具有诸多生理活性。

本发明再一目的在于提供上述方法制备的二氢杨梅素/多壁碳纳米管复合物作为抑菌剂的应用。

本发明的目的通过下述技术方案来实现：

一种二氢杨梅素/多壁碳纳米管复合物的制备方法，包括如下具体步骤：

s1.多壁碳纳米管的酸化：将多壁碳纳米管加入混酸中酸化，超声分散，在60～80℃加热回流，冷却到室温，然后加入去离子水稀释，过滤至滤液呈中性，收集沉淀，经真空干燥，得酸化多壁碳纳米管；

s2.聚乙二醇修饰多壁碳纳米管：将酸化多壁碳纳米管加入到聚乙二醇peg-1000，1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和4-二甲氨基吡啶中，再加入到n,n二甲基甲酰胺中溶解，超声，室温搅拌，洗涤，过滤，收集沉淀，经真空干燥，得聚乙二醇修饰的多壁碳纳米管；

s3.二氢杨梅素功能化修饰多壁碳纳米管：将聚乙二醇修饰的多壁碳纳米管溶解在去离子水中，加入二氢杨梅素后进行超声处理，室温搅拌，洗涤，过滤，收集沉淀，经真空干燥，得二氢杨梅素/多壁碳纳米管复合物。

优选地，步骤s1中所述混酸为体积比为3：1的浓硫酸：浓硝酸，所述超声的时间为0.5～2h，所述回流的时间为2～5h。

优选地，步骤s1中所述多壁碳纳米管的质量和混酸的体积比为(0.5～2)g：(50～200)ml。

优选地，步骤s2中所述酸化多壁碳纳米管：聚乙二醇peg-1000：1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐：4-二甲氨基吡啶的质量比为(2～5)：(20～30)：(5～20)：(2～6)；所述酸化多壁碳纳米管、聚乙二醇peg-1000、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和4-二甲氨基吡啶的总质量与n,n二甲基甲酰胺的体积比为(51～96)mg：(4～10)ml。

优选地，步骤s2中所述超声的功率为210～300w，所述超声的时间为1～2h，所述搅拌的时间为24～72h。

优选地，步骤s3中所述聚乙二醇修饰的多壁碳纳米管和二氢杨梅素的质量比为(2～5)：(5～20)；所述聚乙二醇修饰的多壁碳纳米管的质量和去离子水的体积比为(2～5)mg：(5～10)ml。

优选地，步骤s3中所述超声的功率为210～300w，所述超声的时间为1～2h，所述搅拌的时间为24～72h。

优选地，步骤s1、s2和s3中所述真空干燥的温度为50～80℃，所述真空干燥的时间为24～72h，s2和s3中所述洗涤的试剂为去离子水和无水乙醇。

所述的方法制备的二氢杨梅素/多壁碳纳米管复合物。

所述的二氢杨梅素/多壁碳纳米管复合物作为抑菌剂在食品和药品领域中的应用。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.本发明利用多壁碳纳米管独特的一维管状结构和其优良的吸附性能，在碳纳米管上修饰有良好生理活性的天然活性物质，制备的二氢杨梅素/多壁碳纳米管复合物，是先通过无毒、具有优异水溶性和生物相容性的聚乙二醇修饰，提高多壁碳纳米管的分散性和生物相容性；再通过非共价作用(π-π相互作用)将二氢杨梅素吸附在碳管上，使二氢杨梅素保持原有的活性。

2.本发明的二氢杨梅素/多壁碳纳米管复合物在水中的分散性好、具有较明显的抑菌作用。

3.本发明的二氢杨梅素/多壁碳纳米管复合抗菌剂的制备方法，操作简单，重复性好，使产品质量易于控制。

附图说明

图1是本发明二氢杨梅素/多壁碳纳米管复合物的制备流程图。

图2是酸化多壁碳纳米管和实施例1中二氢杨梅素/多壁碳纳米管复合物的tem照片。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。

实施例1

一种二氢杨梅素/多壁碳纳米管复合物的制备流程如图1所示，其制备的具体步骤如下：

1.多壁碳纳米管的酸化：取0.5g多壁碳纳米管放入圆底烧瓶中，50ml混酸酸化(浓硫酸：浓硝酸＝3：1)，超声分散0.5h，60℃加热回流3h，冷却到室温，然后加入大量去离子水稀释，过滤至滤液呈中性，收集沉淀50℃真空干燥72h，得酸化多壁碳纳米管f-mwnts1。

2.聚乙二醇修饰多壁碳纳米管：取40mg酸化多壁碳纳米管f-mwnts1放入三角瓶中，加入400mg聚乙二醇peg-1000，50mg1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐edc，20mg4-二甲氨基吡啶dmap，溶解在40ml的n,n二甲基甲酰胺中，超声300w，1h，室温搅拌48h。去离子水、无水乙醇洗涤，过滤，收集沉淀，在70℃真空干燥48h，得聚乙二醇修饰多壁碳纳米管f-mwnts-peg1。

3.二氢杨梅素/多壁碳纳米管复合物：将20mg聚乙二醇修饰的多壁碳纳米管f-mwnts-peg1溶解在50ml去离子水中，加入50mgdmy，超声210w，1h，室温搅拌48h。去离子水、无水乙醇洗涤，过滤，收集沉淀，在70℃真空干燥48h，得二氢杨梅素/多壁碳纳米管复合物f-mwnts-peg-dmy1。

图2是酸化多壁碳纳米管和本实施例中二氢杨梅素/多壁碳纳米管复合物的tem照片。其中，(a)为酸化多壁碳纳米管，(b)为二氢杨梅素/多壁碳纳米管复合物。从图2中可知，相比于酸化多壁碳纳米管，二氢杨梅素/多壁碳纳米管复合物的管径增加，分散性也更好，这是由于聚乙二醇peg-1000分子量较小，聚乙二醇部分覆盖于mwnts表面形成核壳结构，二氢杨梅素则通过π-π相互作用吸附于多壁碳纳米管的表面。

实施例2

1.多壁碳纳米管的酸化：取1g多壁碳纳米管放入圆底烧瓶中，150ml混酸酸化(浓硫酸：浓硝酸＝3：1)，超声分散1h，70℃加热回流4h，冷却到室温，然后加入大量去离子水稀释，过滤至滤液呈中性，收集沉淀，在60℃真空干燥48h，得酸化多壁碳纳米管f-mwnts2。

2.聚乙二醇修饰多壁碳纳米管：取60mgf-mwnts2放入三角瓶中，加入500mg聚乙二醇peg-1000，100mg1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐edc，40mg4-二甲氨基吡啶dmap，溶解在60ml的n,n二甲基甲酰胺中，超声210w，2h，室温搅拌24h。去离子水、无水乙醇洗涤，过滤，收集沉淀，在70℃真空干燥48h，得聚乙二醇修饰多壁碳纳米管f-mwnts-peg2。

3.二氢杨梅素/多壁碳纳米管复合物：将40mg聚乙二醇修饰的多壁碳纳米管f-mwnts-peg2溶解在80ml去离子水中，加入100mgdmy，超声210w，2h，室温搅拌24h。去离子水、无水乙醇洗涤，过滤，收集沉淀，在80℃真空干燥24h，得二氢杨梅素/多壁碳纳米管复合物f-mwnts-peg-dmy2。

实施例3

1.多壁碳纳米管的酸化：取2g多壁碳纳米管放入圆底烧瓶中，200ml混酸酸化(浓硫酸：浓硝酸＝3：1)，超声分散2h，80℃加热回流5h，冷却到室温，然后加入大量去离子水稀释，过滤至滤液呈中性，收集沉淀70℃真空干燥48h，得酸化多壁碳纳米管f-mwnts3。

2.聚乙二醇修饰多壁碳纳米管：取100mg酸化多壁碳纳米管f-mwnts3放入三角瓶中，加入600mg聚乙二醇peg-1000，200mg1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐edc，60mg4-二甲氨基吡啶dmap，溶解在100ml的n,n二甲基甲酰胺中，超声300w，2h，室温搅拌72h。去离子水、无水乙醇洗涤，过滤，收集沉淀，在70℃真空干燥48h，得聚乙二醇修饰多壁碳纳米管f-mwnts-peg3。

3.二氢杨梅素/多壁碳纳米管复合物：将50mg聚乙二醇修饰的多壁碳纳米管f-mwnts-peg3溶解在100ml去离子水中，加入200mgdmy，超声300w，2h，室温搅拌72h。去离子水、无水乙醇洗涤，过滤，收集沉淀，在70℃真空干燥48h，得二氢杨梅素/多壁碳纳米管复合物f-mwnts-peg-dmy3。

实施例4

使用副溶血性弧菌atcc17802为指示菌，检验本发明的一种二氢杨梅素/多壁碳纳米管复合物作为抑菌剂的应用效果，具体步骤如下：用无菌水将活化后的副溶血性弧菌atcc17802制成分散均匀的菌悬液，稀释，使菌体浓度约为10⁶cfu/ml，分别取1ml菌悬液加入1ml二氢杨梅素/多壁碳纳米管复合物水溶液(250μg/ml)中，无菌生理盐水作为空白对照，处理不同时间，然后37℃，平板培养，结果如表1所示。从表1中可知，随着二氢杨梅素/多壁碳纳米管复合物与副溶血性弧菌atcc17802接触时间的延长，二氢杨梅素/多壁碳纳米管复合物对该副溶血性弧菌的抑菌效果越明显。当二氢杨梅素/多壁碳纳米管复合物与该副溶血性弧菌接触24h时，该副溶血性弧菌的存活率降到12％，说明二氢杨梅素/多壁碳纳米管复合物抑制了大部分副溶血性弧菌的生长。

表1二氢杨梅素/多壁碳纳米管复合物抑菌效果

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合和简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。