[发明专利]一种降低碳纳米管细胞毒性的改性方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种简便有效的降低碳纳米管细胞毒性的改性方法，属于新型碳纳米材料领域。

背景技术

碳纳米管是1991年被Iijiam教授发现的由碳元素构成的一维中空管状结构。按照石墨烯片的层数可分为：单壁碳纳米管和多壁碳纳米管。单壁纳米碳管是由单层石墨烯卷成直径为 0.4～2nm的圆筒, 多壁纳米碳管是由多层同心石墨烯卷成的圆筒。因其具有直径小,长径比高,比表面积大等独特结构，从而表现出质量轻，较好的抗张强度，优良的热稳定性和化学性质,以及良好的金属导体和半导体的电学性质，使其广泛应用于物理、化学、电学和生物学等各个领域，目前已成为新型纳米材料研究的热点。

现有的降低碳纳米管细胞毒性的方法主要是化学方法。此种方法一般采用强氧化剂(如HNO3、 HNO3+H2SO4 、HClO4等)切割打开端口，引入羧基和羟基。但此方法势必会破坏碳纳米管的结构，从而大大减弱或甚至消除了其独特的性质。

发明内容

为解决现有的碳纳米管的改性方法存在破坏碳纳米管结构的问题，本发明提供一种简单易行且不会破坏碳纳米管结构的方法。 

 为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

一种降低碳纳米管细胞毒性的改性方法，其特征在于：将碳纳米管放入等离子改性腔体中，然后通入惰性气体和乙酸蒸汽进行等离子改性处理。

在将碳纳米管放入等离子改性腔体中之前，先在等离子改性腔体中通入惰性气体进行前期清理。

所述的惰性气体优选为氩气。

通入的惰性气体的压力最好为0.3~0.5 Torr。

通入的氩气和乙酸蒸汽量都是15~30sccm。

等离子体放电电极的功率为10~30w。

等离子处理时间是30s到1min。。

本发明的有益效果是：采用上述方法，处理过的碳纳米管的结构没有被破坏，且分散性好，可以提高细胞的存活率，从而降低其细胞毒性。

 

附图说明

 图1为本发明实例制得的羧基功能化碳纳米管的红外光谱图。

图2为本发明实例制得的羧基功能化碳纳米管的水接触角结果。(a)为未功能化处理的碳纳米管的水接触角，(b)为等离子羧基功能化后的碳纳米管水接触角结果。

图3a-3c分别为等离子体处理过的羧基功能化碳纳米管在24h, 48h, 72h的各个浓度下的细胞存活率图表。

具体实施方式

先清理腔体，即通入氩气，流量为40sccm,25s内达到压强临界点0.5Torr, 100w功率处理5分钟。再处理样品，即将一定量的碳纳米管加入到小型玻璃瓶之中，然后放入腔体内，通入氩气20sccm和乙酸蒸汽各20sccm, 25s内达到压强临界点0.5Torr，20w功率处理30秒-60秒。后保护程序，即样品处理完后，停乙酸，氩气20sccm, 25s内达到压强临界点0.3Torr, 0w功率处理10分钟。

将ARPE-19细胞种于96孔板，5000细胞/孔，培养24h使之贴壁。未用等离子体处理和处理过的碳纳米管用紫外消毒30min, 灭菌后的碳纳米管在超净工作台内配制成四个浓度梯度，细胞培养24h后吸出原培养液，用PBS冲洗一次，加入90μL的新鲜培养液和10μL的各个浓度的碳纳米管，配成终浓度为5, 10, 50, 100μg/mL。将96孔板放入细胞培养箱内继续培养24h, 48h, 72h。碳纳米管作用于细胞24h, 48h, 72h后吸出原液，用PBS冲洗二次，再向有细胞的孔内加入100μL的新鲜培养液，然后再加入10μL的CCK-8试剂，在细胞培养箱内孵育3h后检测吸光度。

从图1中可以看出，与未改性的碳纳米管相比，等离子改性过后的碳纳米管红外光谱图上显示了明显的羟基峰（3000cm^-1）和羰基峰（1750 cm^-1），说明等离子改性有效的引入了羧基。

从图2中可以看出，未改性的碳纳米管的水接触角为150度（图2a），显示了很强的疏水性。但是经过等离子改性过后，碳纳米管水接触角迅速降低（图2），显示了强亲水性。表明等离子改性成功将强亲水性官能团羧基引入到碳纳米管表面。

从图3中可以看出，等离子体处理过的羧基功能化碳纳米管在24h, 48h, 72h的各个浓度下的细胞存活率都比未用等离子体处理过的碳纳米管的细胞存活率明显高很多，表明等离子改性对于碳纳米管生物相容性的提高是简便有效的。