本发明专利技术公开了一种高通量制备多元素掺杂钙磷的装置及方法，装置主体部分是多元素掺杂钙磷的高通量电沉积阵列，其中包括电解槽阵列、工作电极阵列和对电极阵列。本发明专利技术实现了在同一温度、酸碱度环境条件下，通过控制各种待掺杂钙磷元素的具体掺入量及配比，使掺杂后的钙磷得到不同的性能，其中包括理化性能、抗菌性和生物相容性；并根据其不同性能之间的协同效应，对多元素掺杂钙磷的掺杂比例进行系统高效的高通量筛选及优化。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物医学材料研究，尤其是高通量制备多元素掺杂钙磷的装置及方法。
技术介绍
钙磷是人体骨的主要无机成分，具有优异的生物相容性和生物活性，同时，研究表明骨骼成分除了钙、磷外，还有镁、钠、氢氧根离子和其他一些微量元素，为了得到性能更加优异且与自然骨中无机成分更为相似的骨植入材料，钙磷的掺杂在国内外被广泛关注并已成为生物材料科学的研究热点。近年来，众多学者研究了微量元素掺杂钙磷的过程，不同微量元素的掺入，会使钙磷具备不同的性能，其中包括理化性能，抗菌性能和生物相容性等。但是迄今为止，掺杂钙磷的研究多限于单元素的掺杂，多元素掺杂钙磷也只限于非批量的制备，涉及的制备工艺冗杂繁复，耗费太多人力物力，所以我们需要一种可以一次性、大批量制备多元素掺杂钙磷的设备及方法。
技术实现思路
本专利技术的一种用于高通量制备多元素掺杂钙磷的方法，其中涉及的装置可产生不同的电流信号，优化各种待掺杂钙磷元素的具体掺入量和相互配比为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种高通量制备多元素掺杂钙磷电沉积阵列装置，主体部分是为研究多元素掺杂钙磷的制备所提供的高通量电沉积阵列，包括电解槽阵列、工作电极阵列和对电极阵列；多个5～100ml容量的管状容器固定在平滑的导电金属底板05
上，形成管状阵列布局，构成能够容纳不同浓度和组分电解液的电解槽阵列02；工作电极阵列03连接在上述的导电金属底板上，并将电信号发生装置01负极与底板连接；各个电解槽上部悬置有一对电极，各个对电极采用并联方式并与电信号发生装置01正极连接，构成对电极阵列04；工作电极和对电极之间的距离为1～5cm。所述容纳不同浓度和组分电解液的电解槽呈m×n阵列布局，其中：m和n为1～20的自然数。所述对电极为惰性材料电极。所述惰性材料可以是钛，铂，石墨，金，银之一。所述导电金属为以下材料之一：钛及其合金，镍及其合金，不锈钢，镁合金，钴基合金。本专利技术的另一目的是采用以上设备高通量制备多元素掺杂钙磷的方法。其手段为：一种高通量制备多元素掺杂钙磷的方法，包含如下步骤：A.将钙盐、磷酸盐、待掺杂的阳离子盐和阴离子盐按照不同的摩尔比例配置成不同浓度的电解液并加入高通量装置的电解槽阵列中；所述电解液中磷酸根离子浓度为1～10mmol/L，钙离子浓度为1～10mmol/L，待掺杂阳离子为1～20mmol/L，待掺杂阴离子浓度为1～15mmol/L；B.在高通量电沉积阵列中进行电化学沉积5～100次；所述的参数为：电流为1～10mA，时间为200～1000s。所述的阳离子可以是锌离子，镁离子，锶离子，铜离子，银离子，锂离子，钾离子，钠离子，铁离子。所述的阴离子可以是氟离子，氢氧根离子，氯离子，硒酸根离子，亚硒酸
根离子，硅酸根离子，硫酸根离子。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：1.该装置和方法实现了钙磷多变量，多组分的一次性批量制备。2.该装置和方法实现了钙磷中不同微量元素掺入量和配比的宏观调控，从而实现对多元素掺杂钙磷性能的高通量筛选及优化，节约了人力、物力和实验成本，提高了工作效率。附图说明图1本专利技术装置的内部结构示意图。图中：01-电信号发生装置，02-电解槽阵列，03-工作电极阵列，04-对电极阵列，05-导电金属底板具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详述。实施例1高通量制备多元素掺杂钙磷的装置，主体部分是多元素掺杂钙磷涂层的高通量电沉积阵列，包括电解槽阵列、工作电极阵列和对电极阵列。电解槽阵列02是由5ml容量的管状容器按照4×4阵列布局固定在平滑的05纯钛底板上，用来容纳不同浓度、不同组分的电解液。工作电极阵列03由纯钛构成，放置在每个电解槽底部，并通过上述的纯钛底板支撑和传导电流；每个电解槽中安装一个铂电极，铂电极之间采用并联方式，作为对电极阵列04；工作电极和对电极之间的距离为1cm。高通量制备多元素掺杂钙磷的具体方法：A.将钙盐、磷酸盐、锌离子盐和氟离子盐按照不同的摩尔比例配置成不同浓度的电解液并加入高通量装置的电解槽阵列中；电解液中磷酸根离子浓度为1mmol/L，钙离子浓度为1mmol/L，锌离子为1mmol/L，氟离子浓度为1mmol/L；B.在高通量电沉积阵列中进行电化学沉积5次；所述的参数为：电流为1mA，脉宽200s实施例2高通量制备多元素掺杂钙磷的装置，主体部分是多元素掺杂钙磷涂层的高通量电沉积阵列，包括电解槽阵列、工作电极阵列和对电极阵列。电解槽阵列是由100ml容量的管状容器按照20×10阵列布局固定在平滑的钛合金底板上，用来容纳不同浓度、不同组分的电解液。工作电极阵列由钛合金构成，放置在每个电解槽底部，并通过上述的钛合金底板支撑和传导电流；每个电解槽中安装一个铂电极，铂电极之间采用并联方式，作为对电极阵列；工作电极和对电极之间的距离为5cm。高通量制备多元素掺杂钙磷的具体方法：A.将钙盐、磷酸盐、锌离子盐和氟离子盐按照不同的摩尔比例配置成不同浓度的电解液并加入高通量装置的电解槽阵列中；电解液中磷酸根离子浓度为10mmol/L，钙离子浓度为10mmol/L，锌离子为20mmol/L，氟离子浓度为15mmol/L；B.在高通量电沉积阵列中进行电化学沉积100次；所述的参数为：电流为10mA，脉宽1000s实施例3高通量制备多元素掺杂钙磷的装置，主体部分是多元素掺杂钙磷涂层的高通量电沉积阵列，包括电解槽阵列、工作电极阵列和对电极阵列。电解槽阵列是由50ml容量的管状容器按照4×10阵列布局固定在平滑的钛合金底板上，用来容纳不同浓度、不同组分的电解液。工作电极阵列由钛合金构成，放置在每个电解槽底部，并通过上述的钛合金底板支撑和传导电流；每个电解槽中安装一个铂电极，铂电极之间采用并联方式，作为对电极阵列；工作电极和对电极之间的距离为3cm。高通量制备多元素掺杂钙磷的具体方法：A.将钙盐、磷酸盐、镁离子盐和氢氧根离子盐按照不同的摩尔比例配置成不同浓度的电解液并加入高通量装置的电解槽阵列中；电解液中磷酸根离子浓度为5mmol/L，钙离子浓度为5mmol/L，镁离子为5mmol/L，氢氧根离子浓度为5mmol/L；B.在高通量电沉积阵列中进行电化学沉积50次；所述的参数为：电流为5mA，脉宽500s实施例4高通量制备多元素掺杂钙磷的装置，主体部分是多元素掺杂钙磷涂层的高通量电沉积阵列，包括电解槽阵列、工作电极阵列和对电极阵列。电解槽阵列是由50ml容量的管状容器按照4×10阵列布局固定在平滑的钛合金底板上，用来容纳不同浓度、不同组分的电解液。工作电极阵列由钛合金构成，放置在每个电解槽底部，并通过上述的钛合金底板支撑和传导电流；每个电解槽中安装一个石墨电极，石墨电极之间采用并联方式，作为对电极阵列；工作电极和对电极之间的距离为3cm。高通量制备多元素掺杂钙磷的具体方法：A.将钙盐、磷酸盐、镁离子盐和氢氧根离子盐按照不同的摩尔比例配置成不同浓度的电解液并加入高通量装置的电解槽阵列中；电解液中磷酸根离子浓度为3mmol/L，钙离子浓度为5mmol/L，镁离子为5mmol/L，氢氧根离子浓度为5mmol/L；B.在高通量电沉积阵列中进行电化学沉积50次；所述的参数为：电流为5mA，脉宽500s实本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高通量制备多元素掺杂钙磷电沉积阵列装置，其特征在于,主体部分是为研究多元素掺杂钙磷的制备所提供的高通量电沉积阵列，包括电解槽阵列、工作电极阵列和对电极阵列；多个5～100ml容量的管状容器固定在平滑的导电金属底板(05)上，形成管状阵列布局，构成能够容纳不同浓度和组分电解液的电解槽阵列(02)；工作电极阵列(03)连接在上述的导电金属底板上，并将电信号发生装置(01)负极与底板连接；各个电解槽上部悬置有一对电极，各个对电极采用并联方式并与电信号发生装置01正极连接，构成对电极阵列(04)；工作电极和对电极之间的距离为1～5cm。
【技术特征摘要】
1.一种高通量制备多元素掺杂钙磷电沉积阵列装置，其特征在于,主体部分是为研究多元素掺杂钙磷的制备所提供的高通量电沉积阵列，包括电解槽阵列、工作电极阵列和对电极阵列；多个5～100ml容量的管状容器固定在平滑的导电金属底板(05)上，形成管状阵列布局，构成能够容纳不同浓度和组分电解液的电解槽阵列(02)；工作电极阵列(03)连接在上述的导电金属底板上，并将电信号发生装置(01)负极与底板连接；各个电解槽上部悬置有一对电极，各个对电极采用并联方式并与电信号发生装置01正极连接，构成对电极阵列(04)；工作电极和对电极之间的距离为1～5cm。2.根据权利要求1所述的高通量制备多元素掺杂钙磷的装置，其特征在于，所述容纳不同浓度和组分电解液的电解槽呈m×n阵列布局，其中：m和n为1～20的自然数。3.根据权利要求1所述的高通量制备多元素掺杂钙磷的装置，其特征在于，所述对电极为惰性材料电极。4.根据权利要求3所述的高通量制备多元素掺杂钙磷的装置，所述的惰性材料可以是钛，铂，石墨，金，银之一。5.根据权利要求3所...
【专利技术属性】
技术研发人员：鲁雄，闾晨，谢超鸣，王科锋，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川;51
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。