本发明涉及一种壳聚糖季铵盐衣层多壁碳纳米管的制备方法。
背景技术：
自从1991年碳纳米管问世以来，研究人员越来越关注其在生物医药领域中的应用。碳纳米管可与水溶液环境相容，因而它有可能与生物分子发生作用。遗憾的是，碳纳米管在水中很难溶解、分散。因此，碳纳米管在生物领域中的应用有所受限。近年，采用高分子材料对碳纳米管进行共价官能化颇受关注。高分子官能化策略不仅是解决碳纳米管溶解问题的有效途径，也是制备高分子碳纳米管复合材料的重要方法。共价技术可使不同高分子材料与碳纳米管结合，生成新性能的复合材料。为实现这个目标，必须采用理想的高分子材料来对碳纳米管进行修饰。但是，这些高分子材料通常源自不可再生的、资源有限的化石资源，有些甚至带有毒性芳香环。此外，采用高分子通过共价键对碳纳米管进行修饰，必须在碳纳米管表面引入羧基、羰基或羟基。普遍采用的策略是，将碳纳米管置于浓硝酸或混酸中回流处理。但是，在碳纳米管表面引入含氧基团会增加碳纳米管的毒性。此外，这些强氧化处理也可能会破坏碳纳米管的结构，影响其性能。鉴于高分子共价修饰碳纳米管有上述诸多不足，因此，有必要采取一种非共价手段，制备具有原始性能的、水溶而无毒的新型碳纳米管衍生物。壳聚糖是甲壳素去乙酰化的产物，壳聚糖及其衍生物具有无毒性、生物相容性、生物降解性以及生物活性等性能。因此，壳聚糖及其衍生物在食品、农业、生物以及医药等领域有诸多应用。尽管壳聚糖有良好的生物相容性，但它在生理条件下溶解性差，因此，在药物递送中的应用受限，而壳聚糖季铵盐在很宽的ph范围均有良好的溶解性能。目前，已有多种官能团可用于修饰壳聚糖。其中，壳聚糖的2位氨基季铵化生成n,n,n-三甲基壳聚糖衍生物，该衍生物为水溶性多聚电解质，具有永久正电荷特征，对疏水性、大分子药物具有良好的促进肠吸收性能。此外，分子链上的正电荷可增强壳聚糖的粘附性、延长滞留时间、提高生物利用度。基于其无毒性、生物相容性、生物可降解性以及生物活性，壳聚糖衍生物可作为药物载体用于载药。更重要的是，壳聚糖季铵盐分子链带正电荷的季铵基团可与碳纳米管表面的π键发生π－π相互作用，是修饰碳纳米管的理想材料。碳纳米管独特的空腔结构与特性，使其有望成为颇具应用前景的药物载体材料。由于壳聚糖与碳纳米管各有一些独特的重要性能，碳纳米管与壳聚糖季铵盐的结合可能会是制备环保型纳米复合材料的好方法，该复合材料兼具二者固有优点与性能。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种壳聚糖季铵盐衣层多壁碳纳米管的制备方法。
本发明通过下面技术方案实现：
一种壳聚糖季铵盐衣层多壁碳纳米管的制备方法，包括如下步骤：将15-25份壳聚糖加入90-100份去离子水中，于65-75℃反应25-27h，加入30-40份缩水甘油三甲基氯化铵，于65-75℃反应25-27h，用20000r/min的转速离心35-45min，取上清液，超滤6-8次，冷冻干燥47-49h，得缩水甘油三甲基氯化铵壳聚糖；将10-20份缩水甘油三甲基氯化铵壳聚糖加入90-100份去离子水中，溶解后用0.2μm微孔滤膜过滤，加入7-9份多壁碳纳米，超声分散40-50min，在200r/min的转速下磁力搅拌15-25min，过滤-超声分散6-8次，即得；各原料均为重量份。
优选地，所述的制备方法中，于70℃反应26h。
优选地，所述的制备方法中，用20000r/min的转速离心40min。
优选地，所述的制备方法中，冷冻干燥48h。
优选地，所述的制备方法中，超声分散45min。
优选地，所述的制备方法中，在200r/min的转速下磁力搅拌20min。
本发明技术效果：
该方法简便、快捷、易操作，制备了新型水溶性、稳定性良好的多壁碳纳米管，可用于装载疏水性药物，在缓释、靶向药物等领域具有潜在应用价值。
具体实施方式
下面结合实施例具体介绍本发明的实质性内容。
实施例1
一种壳聚糖季铵盐衣层多壁碳纳米管的制备方法，包括如下步骤：将20份壳聚糖加入95份去离子水中，于70℃反应26h，加入35份缩水甘油三甲基氯化铵，于70℃反应26h，用20000r/min的转速离心40min，取上清液，超滤7次，冷冻干燥48h，得缩水甘油三甲基氯化铵壳聚糖；将15份缩水甘油三甲基氯化铵壳聚糖加入95份去离子水中，溶解后用0.2μm微孔滤膜过滤，加入8份多壁碳纳米，超声分散45min，在200r/min的转速下磁力搅拌20min，过滤-超声分散7次，即得；各原料均为重量份。
实施例2
一种壳聚糖季铵盐衣层多壁碳纳米管的制备方法，包括如下步骤：将15份壳聚糖加入90份去离子水中，于65℃反应25h，加入30份缩水甘油三甲基氯化铵，于65℃反应25h，用20000r/min的转速离心35min，取上清液，超滤6次，冷冻干燥47h，得缩水甘油三甲基氯化铵壳聚糖；将10份缩水甘油三甲基氯化铵壳聚糖加入90份去离子水中，溶解后用0.2μm微孔滤膜过滤，加入7份多壁碳纳米，超声分散40min，在200r/min的转速下磁力搅拌15min，过滤-超声分散6次，即得；各原料均为重量份。
实施例3
一种壳聚糖季铵盐衣层多壁碳纳米管的制备方法，包括如下步骤：将25份壳聚糖加入100份去离子水中，于75℃反应27h，加入40份缩水甘油三甲基氯化铵，于75℃反应27h，用20000r/min的转速离心45min，取上清液，超滤8次，冷冻干燥49h，得缩水甘油三甲基氯化铵壳聚糖；将20份缩水甘油三甲基氯化铵壳聚糖加入100份去离子水中，溶解后用0.2μm微孔滤膜过滤，加入9份多壁碳纳米，超声分散50min，在200r/min的转速下磁力搅拌25min，过滤-超声分散8次，即得；各原料均为重量份。
该方法简便、快捷、易操作，制备了新型水溶性、稳定性良好的多壁碳纳米管，可用于装载疏水性药物，在缓释、靶向药物等领域具有潜在应用价值。