[发明专利]复合聚乙烯亚胺修饰氧化石墨烯复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种复合聚乙烯亚胺修饰氧化石墨烯复合材料及其制备方法和应用，复合材料包括氧化石墨烯、低分子聚乙烯亚胺、高分子聚乙烯亚胺和交联剂，低分子聚乙烯亚胺和高分子聚乙烯亚胺通过交联剂修饰于氧化石墨烯表面；高分子聚乙烯亚胺为相对分子质量≥20000的聚乙烯亚胺，低分子聚乙烯亚胺为相对分子量小于5000的聚乙烯亚胺。其制备方法为：将氧化石墨烯分散在水中，加入交联剂得到混悬液；将高分子聚乙烯亚胺和低分子聚乙烯亚胺混合加入交联剂得到混合溶液；将混合溶液逐滴滴入混悬液中搅拌、用透析袋透析。复合聚乙烯亚胺修饰氧化石墨烯复合材料转染效率高、毒性低，可应用于基因转染和药物运载，具有高效、快捷、安全等优势。

技术领域

本发明涉及生物医学及纳米材料技术领域，尤其涉及一种复合聚乙烯亚胺修饰氧化石墨烯复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

随着功能基因组时代的来临，构建各种功能基因突变体成为实验室研究和产业界必不可少的技术和措施。同时在生物医药领域，将功能基因导入含有基因缺失/突变的病灶细胞并在表达，从而改变细胞的遗传属性，取得更好的治疗效果。

成功的基因转染和基因治疗离不开有效的复合材料。继续发展安全有效且低毒性的基因复合材料是基因转染技术研究中急需解决的问题。目前基因转染试剂一般可分为两类：病毒复合材料和非病毒复合材料。病毒复合材料具有高的转染效率，但由于免疫原性的存在，导致机体产生排斥，使得基因输送安全性不高。传统的非病毒复合材料有脂质体、聚合物以及金纳米颗粒等，但存在转染效率较低，细胞毒性高，缺乏靶向性等缺陷。在化疗药物领域也存在类似的问题，像多柔比星类脂溶性药物在口服和注射给药过程中容易流失，在到达病灶细胞之前已经代谢，造成药物利用低，对正常组织细胞具有较强的毒副作用。因此，寻求构建高效而又安全的转染试剂和药物复合材料，使目的基因在细胞中有效表达和药物在组织细胞中的高效运输，是当前生物医药领域关注的热点和重点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种转染效率高、毒性低的复合聚乙烯亚胺修饰氧化石墨烯复合材料及其制备方法，可应用于基因转染和药物运载，具有高效、快捷、安全等优势。

为解决上述技术问题，提供了一种复合聚乙烯亚胺修饰氧化石墨烯复合材料，包括氧化石墨烯、低分子聚乙烯亚胺、高分子聚乙烯亚胺和交联剂，所述低分子聚乙烯亚胺和高分子聚乙烯亚胺通过交联剂修饰于所述氧化石墨烯表面；所述高分子聚乙烯亚胺为相对分子质量≥20000的聚乙烯亚胺，所述低分子聚乙烯亚胺为相对分子量小于5000的聚乙烯亚胺。

上述的复合聚乙烯亚胺修饰氧化石墨烯复合材料，优选的，所述高分子聚乙烯亚胺为相对分子质量为20000～25000的聚乙烯亚胺，所述低分子聚乙烯亚胺为相对分子量为1500～3000的聚乙烯亚胺。

上述的复合聚乙烯亚胺修饰氧化石墨烯复合材料，优选的，所述高分子聚乙烯亚胺、低分子聚乙烯亚胺与所述氧化石墨烯的质量比为5～10∶5～10∶1。

上述的复合聚乙烯亚胺修饰氧化石墨烯复合材料，优选的，所述交联剂为1-乙基-3-3-二甲基氨基丙基、N-羟基琥珀酰亚胺酯和三乙醇胺中的一种或多种。

作为一个总的技术构思，本发明还提供了一种上述的复合聚乙烯亚胺修饰氧化石墨烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将氧化石墨烯分散在水中，加入交联剂得到混悬液；将高分子聚乙烯亚胺和低分子聚乙烯亚胺混合加入交联剂得到混合溶液；

S2、将所述混合溶液逐滴滴入混悬液中搅拌使充分接触；

S3、用透析袋透析得到复合聚乙烯亚胺修饰氧化石墨烯复合材料。