本发明专利技术公开了一种掺铕的二氧化钛/氧化石墨烯复合薄膜及其制备方法。该薄膜在基底上有掺铕的二氧化钛纳米点和氧化石墨烯的混合层，混合层中二氧化钛纳米点的尺寸为30～150 nm，密度为1.0×1010～1.0×1011/cm2，Eu3+摩尔浓度为0.005～0.015 mol/L，氧化石墨烯浓度为5 mg/L～15 mg/L。其制备是基于溶胶-凝胶法，包括制备掺铕的二氧化钛/氧化石墨烯前驱体溶胶，然后将前驱体溶胶旋涂法在基底上并进行热处理。本发明专利技术的薄膜有良好的生物相容性、蛋白吸附性能和发光性能，可用于原位半定量表征薄膜表面的蛋白吸附量。此种薄膜可应用于体外细胞培养、组织工程等生物医学工程领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物医用薄膜领域，具体涉及可应用于原位半定量表征材料表面蛋白吸附量的一种掺铕的二氧化钛/氧化石墨烯复合薄膜及其制备方法。
技术介绍
二氧化钛是一种无毒的、具有良好生物相容性和化学稳定性的材料，在医学领域中被广泛的应用并且发展很快。研究表明，二氧化钛纳米点表面小鼠颅盖骨衍生前成骨细胞MC3T3-E1生长情况良好[Y. Hong, M. F. Yu, W. J. Weng, K. Cheng, H. M. Wang, J. Lin. Light-induced cell detachment for cell sheet technology. Biomaterials, 2013,34(1):11-18]，无细胞毒性。氧化石墨烯作为石墨烯的衍生物之一被广泛的研究，并因其独特的结构和性能而被认为在生物材料应用工程中具有很大的发展前景，研究表明，低浓度的氧化石墨烯具有良好的生物相容性和蛋白吸附性能[J. Q. Liu, L. Cui, D. S. Losic. Graphene and graphene oxide as new nanocarriers for drug delivery applications. Acta biomaterialia. 2013, 9(12):9243-9257]。现今Eu3+已在光电器件领域引起了广泛的关注。Eu3+因5D0 ? 7Fj的跃迁而在显示出一些特征发光峰，并且5D0 ? 7F2处的发光强度很高，Eu3+掺杂二氧化钛会形成Eu-O-Ti键，使得TiO2具有更好的发光性能[H. Liu and L. X. Yu. Preparation and photoluminescence properties of europium ions doped TiO2 nanocrystals. Journal of Nanoscience and Nanotechnology. 2013,(13):5119-5125]。现今，BCA等很多方法都能够检测蛋白吸附量，但是这些方法基本都不能对蛋白吸附量进行原位表征。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有良好发光性能、蛋白吸附性能、制备方法简便、成本低的能够应用于原位半定量表征蛋白吸附量的掺铕的二氧化钛/氧化石墨烯复合薄膜及其制备方法。本专利技术的掺铕的二氧化钛/氧化石墨烯复合薄膜，在基底上有掺铕的二氧化钛纳米点和氧化石墨烯的混合层，混合层中二氧化钛纳米点的尺寸为30～150 nm，密度为1.0×1010～1×1011/ cm2，Eu3+摩尔浓度为0.005～0.015 mol/L，氧化石墨烯浓度为5 mg/L～15 mg/L。本专利技术中所述的基底为石英玻璃、硅片、钽片、钛片或钛镍合金片。掺铕的二氧化钛/氧化石墨烯复合薄膜的制备方法，步骤如下：1）先将氧化石墨烯和铕源加入无水乙醇中，搅拌至铕源完全溶解后，再加入钛源、络合剂和去离子水，钛源和络合剂的摩尔比为1:0.2～0.4，钛源和去离子水的摩尔比为1:0.8～1.2，然后加入聚乙烯吡咯烷酮，在室温下充分搅拌，配制成钛原子浓度为0.1～0.5 mol/L，聚乙烯吡咯烷酮浓度为10～100 g/L，Eu浓度为0.005～0.015 mol/L，氧化石墨烯浓度为5 mg/L～15 mg/L的二氧化钛前驱体溶胶；2)将二氧化钛前驱体溶胶滴至清洗净的基底表面至其铺满，并以4000～8000 rpm的速度旋涂20～60 s，然后将其置于400～600℃下保温0.5～2 h。本专利技术中所述的铕源为Eu(TMHD)3(三(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮酸)铕(III))或者Eu(NO3)3·6H2O。本专利技术中所述的钛源可以为钛酸四丁酯、四氯化钛、三氯化钛、氟化钛或硫酸。本专利技术中所述的络合剂可以为乙酰丙酮或乙醇胺。本专利技术以二氧化钛纳米点为基础，与氧化石墨烯复合，提高二氧化钛纳米点的蛋白吸附性能；掺杂Eu元素，改善二氧化钛纳米点的发光性能，并且利用PL谱中特征峰处的发光强度的变化，来原位分析发光强度和蛋白吸附量的变化关系。本专利技术结合了二氧化钛良好的生物相容性、低浓度氧化石墨烯的无毒性和良好蛋白吸附性能以及Eu3+掺杂对二氧化钛发光性能的改善，蛋白在材料表面吸附情况良好，利用薄膜PL谱中发光强度很高的特征峰，对材料表面的吸附蛋白进行原位半定量的表征。本专利技术的纳米点薄膜制备采用溶胶-凝胶法，成本低，易于实现，PL测试简单，易操作，对一些需要原位表征蛋白吸附量的情况有一定帮助，可应用于体外细胞培养、组织工程等生物医学工程领域。附图说明图1是掺Eu二氧化钛薄膜的SEM图。图2是掺Eu二氧化钛/氧化石墨烯复合薄膜的SEM图。图3是不同白蛋白吸附量的掺Eu二氧化钛/氧化石墨烯复合薄膜的PL谱图；图中：曲线1是不吸附蛋白、曲线2是吸附1 h蛋白、曲线3是吸附2 h蛋白、曲线4是吸附16 h蛋白。图4是掺Eu二氧化钛/氧化石墨烯复合薄膜上培养成纤维细胞6 h、1 d、3 d后的OD值。具体实施方式下面结合实施例和附图来详细说明本专利技术，但本专利技术并不仅限于此。实施例11）采用溶胶-凝胶法，二氧化钛前驱体溶胶以钛酸四丁酯(TBOT)作为钛源，乙醇作为溶剂，其中加入铕源Eu(TMHD)3、络合剂乙酰丙酮(AcAc)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，钛酸四丁酯浓度为0.1 mol/L，Eu(TMHD)3浓度为0.01 mol/L，乙酰丙酮、去离子水和钛酸四丁酯的摩尔比为0.3:1:1，在室温下搅拌形成均匀溶胶；然后，取20 μL该前躯体溶胶以8000 rpm的速度旋涂在硅片表面，旋涂时间定为40 s；将旋涂好的样品在500℃下保温2 h后得到不含氧化石墨烯的掺铕二氧化钛薄膜（SEM图见图1）。二氧化钛纳米点的尺寸大部分为95～110 nm，密度约为5.4×1010/ cm2。实施例21）先将氧化石墨烯和Eu(TMHD)3加入无水乙醇中，搅拌至Eu(TMHD)3完全溶解后，再加入钛酸四丁酯(TBOT)、络合剂乙酰丙酮(AcAc)和去离子水，乙酰丙酮、去离子水和钛酸四丁酯的摩尔比为0.3:1:1，然后加入聚乙烯吡咯烷酮，在室温下充分搅拌，配制成钛酸四丁酯浓度为0.1 mol/L，聚乙烯吡咯烷酮浓度为40 g/L，Eu(TMHD)3浓度为0.01 mol/L，氧化石墨烯的浓度为10 mg/L的二氧化钛前驱体溶胶；2)将二氧化钛前驱体溶胶滴至清洗净的硅片表面至其铺满，并以8000 rpm的速度旋涂40 s，然后将其置于500℃下保温2 h，得到掺Eu二氧化钛/氧化石墨烯复合薄膜。其SEM图见图2，二氧化钛纳米点的尺寸大部分为90～105 nm，密度约为5.2×1010/ cm2。本例与实施例1作对比，可见氧化石墨烯加入之后纳米点的形貌和不加氧化石墨烯基本相同，并且分布均匀。实施例31）先将氧化石墨烯和本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种掺铕的二氧化钛/氧化石墨烯复合薄膜，其特征是在基底上有掺铕的二氧化钛纳米点和氧化石墨烯的混合层，混合层中二氧化钛纳米点的尺寸为30～150 nm，密度为1.0×1010～1.0×1011/ cm2，Eu3+摩尔浓度为0.005～0.015 mol/L，氧化石墨烯浓度为5 mg/L～15 mg/L。
【技术特征摘要】
1.一种掺铕的二氧化钛/氧化石墨烯复合薄膜，其特征是在基底上有掺铕的二氧化钛纳米点和氧化石墨烯的混合层，混合层中二氧化钛纳米点的尺寸为30～150 nm，密度为1.0×1010～1.0×1011/ cm2，Eu3+摩尔浓度为0.005～0.015 mol/L，氧化石墨烯浓度为5 mg/L～15 mg/L。
2.根据权利要求1所述的掺铕的二氧化钛/氧化石墨烯复合薄膜，其特征在于所述的基底为石英玻璃、硅片、钽片、钛片或钛镍合金片。
3.制备权利要求1所述的掺铕的二氧化钛/氧化石墨烯复合薄膜的方法，其特征在于步骤如下：
1）先将氧化石墨烯和铕源加入无水乙醇中，搅拌至铕源完全溶解后，再加入钛源、络合剂和去离子水，钛源和络合剂的摩尔比为1:0.2～0.4，钛源和去离子水的摩尔比为1:0.8～1.2，然后加入聚乙烯吡咯烷酮，在室温下充分搅拌，配制成钛原子浓度为...
【专利技术属性】
技术研发人员：程逵，朱翼飞，翁文剑，宋晨路，杜丕一，沈鸽，赵高凌，张溪文，徐刚，汪建勋，韩高荣，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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