羟基磷灰石纳米复合粒子及其制备方法与应用技术

一种羟基磷灰石纳米复合粒子，含有质量分数95～99.5％的羟基磷灰石和质量分数 0.5～5％的纤维素，其形貌呈针状，针的长度为50～310nm，针的宽度为3～30nm。一种羟 基磷灰石纳米复合粒子的制备方法，工艺步骤如下：(1)以金属可溶盐水溶液或铵盐水 溶液为溶剂，在60～100℃溶解纤维素；(2)当步骤(1)制备的纤维素-盐溶液冷却至室 温后，加入钙盐水溶液和磷酸盐水溶液，控制反应体系Ca/P的摩尔比＝1.2～2.0∶1，继 后调节反应体系的pH值，当pH值稳定在10～12时，停止搅拌，静置陈化至少48小时； (3)产物收集与干燥。所述复合粒子在水相介质中具有稳定的分散性能，并可作为荧 光分子载体。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于纤维素^5基磷灰石复合材料领域，特别涉及一种羟基磷灰石纳米复合粒子及其制备方法与应用。
技术介绍
纳米针状羟基磷灰石在组织修复、肿瘤治疗、荧光诊断探针等生物医学领域有着广、泛的应用(Qiu H, et al., A citric acid-based hydroxyapatite composite for orthopedic implants,Biomaterials, 2006， 27, 5845-5854; Mondejar SP， et al. Lanthanide-doped calcium phosphatenanoparticles with high internal crystallinity and with a shell of DNA as fluorescent probes incell experiments, Journal of Materials Chemistry, 2007， 17,4153-4159)，常规的制备技术主要为水热或引入表面活性剂的水热合成方法(Liu HS, et al., Hydroxyapatite synthesized bya simplified hydrothermal method, Ceramics International, 1997, 23， 19-25 ),该方法存在诸如能耗高、所得产品稳定性差、易团聚、生物相容性差等缺点，难以满足应用需求。纤维素一羟基磷灰石复合材料的种类很少，目前，其制备方法主要包括两类其一是利用纤维素丰富的羟基基团，在水相不溶性纤维素纤维或纤维素原纤维上沉积羟基磷灰石或磷酸钙(Rhef SH， et al" Hydroxyapatite formation on cellulose cloth induced bycitric acid， Journal of Materials Science: Materials in Medicine, 2000， 11(7)， 449-452);其二是对天然纤维素进行化学改性，再利用其水溶性衍生物进行合成制备羟基磷灰石复合材料(Zakharov NA， et al.， Hydroxyapatite-carboxymethyl cellulose nanocompositesbiomaterial, Inorganic Materials, 2005,41(5), 509-515)。上述制备方法所获纤维素一羟基磷灰石复合材料， 一类是在纤维素表面生长形成的羟基磷灰石晶体层， 一类是经过化学改性所合成的复合颗粒，这些复合材料仍然存在团聚现象，在水相介质中的分散稳定性差，严重限制其应用。 '
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种在水相介质中能长时间稳定分散的、功能化的羟基磷灰石纳米复合粒子及其制备方法与应用。本专利技术所述羟基磷灰石纳米复合粒子，含有质量分数95~99.5%的羟基磷灰石和质4量分数0.5~5%的纤维素，其形貌呈针状，针的长度为50~310nm，针的宽度为3~30nm。由于本专利技术所述羟基磷灰石纳米复合粒子含有纤维素，因而其表面携带有羟基基团，可作为荧光分子载体和药物载体。实验表明，本专利技术所述羟基磷灰石纳米复合粒子在水相介质中具有稳定的分散性能(见实施例7)。本专利技术所述羟基磷灰石纳米复合粒子中的纤维素来源十分广泛，为竹纤维素、木纤维素、棉花纤维素、草本纤维素、细菌纤维素中的至少一种。本专利技术所述羟基磷灰石纳米复合粒子的制备方法，工艺步骤依次如下(1) 纤维素的溶解纤维素与溶剂的配比为纤维素质量:溶剂体积=1:250 1500，纤维素的质量单位为克、溶剂的体积单位为毫升，或纤维素的质量单位为千克、溶剂的体积单位为升，所述溶剂为金属可溶盐水溶液或铵盐水溶液，其浓度为l-5mol/L;将纤维素加入到溶剂中，在搅拌下使其完全溶解，溶解温度控制在60 10(TC;(2) 反应合成当步骤(1)制备的纤维素-盐溶液冷却至室温后，在搅拌下向该溶液中加入钙盐水溶液和磷酸盐水溶液，钙盐水溶液、磷酸盐水溶液的加入量以反应体系中Ca/P的摩尔比=1.2 2.0:1为限，继后调节反应体系的pH值，当反应体系的pH值稳定在10~12时，停止搅拌，在室温、常压下静置陈化至少48小时；(3) 产物收集与干燥静置陈化结束后，采用过滤分离或离心分离的方式收集反应产物，然后将反应产物进行干燥，即获羟基磷灰石纳米复合粒子。上述方法中，纤维素为竹纤维素、木纤维素、棉花纤维素、草本纤维素、细菌纤维素中的至少一种，纤维素的粒度最大为300目，金属可溶盐为NaN03、 NaBr、 Nal、 KBr、Mg(N03)2、 MgCl2、 CaCl2、 SrCl2、 ZnCl2、 FeCl3中的至少一种，铵盐为NH4N03、 NH4Br、NH4中的至少一种。. '上述方法中，钙盐为Ca(N03)2'4H20或CaCl2，磷酸盐为Na2HPCV12H20、(NH4)2HP042H20、 NaH2P04.2H20、 K2HP043H20、 KH2P04、 NH4H2P04中的一种。上述方法中，调节反应体系的pH值时，用NaOH水溶液与盐酸或氨水与盐酸。本专利技术具有以下有益效果1、本专利技术所述羟基磷灰石纳米复合粒子呈针状，具有良好的水相介质分散性，能在水、PBS缓冲液、生理盐水、细胞培养基等中长时间保持稳定分散状态，不产生团聚现象(见实施例7)。2、 由于本专利技术所述羟基磷灰石纳米复合粒子具有良好的水相介质分散性，因而在作为注射药物载体、基因纳米载体方面有广阔的应用前景。3、 由于本专利技术所述羟基磷灰石纳米复合粒子的纳米结构和表面纤维素活性基团，因而可负载荧光分子(见实施例8)，作为荧光分子载体应用。4、 本专利技术所述方法原材料来源广泛，成本低，制备工艺简单，环境友好。附图说明图1是本专利技术所述羟基磷灰石纳米复合粒子(实施例1制备)的扫描电镜图；图2是本专利技术所述羟基磷灰石纳米复合粒子(实施例l制备)的透射电镜图；图3是本专利技术所述羟基磷灰石纳米复合粒子(实施例l制备)的x射线衍射图；图4是本专利技术所述羟基磷灰石纳米复合粒子(实施例1制备)在不同水相介质(A细胞培养基，B去离子水，C生理盐水，DPBS缓冲溶液)中的分散性能实验结果照片；图5是本专利技术所述羟基磷灰石纳米复合粒子(实施例1制备)与常规水热法合成的纳米针状羟基磷灰石对比标记荧光分子(FITC)的紫外吸收光谱图，图中，A为本专利技术所述羟基磷灰石纳米复合粒子的紫外吸收光谱图，B为常规水热法合成的纳米针状羟基磷灰石的紫外吸收光谱图。具体实施例方式下面通过实施例对本专利技术所述羟基磷灰石纳米复合粒子及其制备方法与应用作进一步说明。下述实施例中，水溶液均用去离子水配制，室温为25 30'C。实施例l本实施例中，制备羟基磷灰石纳米复合粒子的工艺步骤依次如下(1) 纤维素的溶解取0.05g 500目的毛竹纤维素粉，加入到12.50mL浓度为1.Omol/L的NaI-NaN03-NaBr水溶液中(溶液中三种钠盐的物质的量浓度均为1.0mol/L)，在磁力搅拌下(搅拌速度为400转/分)加热至60'C并将温度保持在60'C使毛竹纤维素粉完全溶解(约6小时)，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种羟基磷灰石纳米复合粒子，其特征在于所述复合粒子含有质量分数９５～９９．５％的羟基磷灰石和质量分数０．５～５％的纤维素，其形貌呈针状，针的长度为５０～３１０ｎｍ，针的宽度为３～３０ｎｍ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李旭东，陈震华，周慧慧，桑琳，王彩红，顾忠伟，张兴栋，
申请(专利权)人：李旭东，陈震华，周慧慧，桑琳，王彩红，顾忠伟，张兴栋，
类型：发明
国别省市：90