本发明专利技术公开了一种通过用元素钆(Gd)来稳定无定形碳酸钙(ACC)获得的ACC-Gd多功能纳米材料及其制备方法和应用，以及一种通过在前述ACC-Gd纳米材料中引入合适聚合物或生物大分子而获得的ACC-Gd-聚合物多功能纳米材料及其制备方法和应用。本发明专利技术通过用Gd来稳定无定形碳酸钙ACC获得了新型的多功能纳米材料，而且，由于Gd处于无定形碳酸钙的晶格中，大大降低了Gd本身的毒性，同时作为磁性元素的Gd具有很好的造影效果，所以本发明专利技术的多功能纳米材料可用于MRI造影剂。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及多功能纳米材料，更具体地涉及一种新型的稳定化无定形碳酸钙(ACC)多功能纳米材料。
技术介绍
目前，可见到以下一些关于稳定ACC的研究报道英国(CrystEngComm (晶体工程通讯)，2011年13卷第952至956页)报道了 Mg稳定ACC的方法，并对Mg诱导ACC矿化方面做了相关研究。德国(Advanced Materials (先进材料),1996年第8卷第222页至226)发现了生物大分子对ACC的稳定作用，研究了天然ACC中各种氨基酸的含量，甘氨酸和丝氨酸的含量在ACC当中占很大比例，然而天冬氨酸在结晶碳酸钙中占的比例最大。该杂志在2005年·第17卷第2217页报道了用肌醇六磷酸来稳定ACC，从而得到空心的球状结构。但是其中所得到的ACC的粒径太大，只能局限在矿化机理方面的研究，而不适合做生物学应用。荷兰(Journalof Crystal Growth (晶体生长杂志),2008 年第 310 卷第 3779 页至3787)报道了聚合物聚丙烯酸(PAA)和聚苯乙烯磺酸钠(PSS)对ACC的稳定，以及在醇水体系中的稳定时间，只是做了一些单纯的机理研究，并未做出应用性的研究，且此中方法在醇水体系中的稳定时间较短，无法适应诸多生物学应用。以上所有ACC方面的研究都集中在矿化机理方面的研究，没有把碳酸钙这种传统的矿化材料与生物医学应用结合起来，尤其，它们都没有提及用磁性元素钆(Gd)来稳定ACC以获得具有广泛生物医学应用的多功能纳米材料。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用磁性元素钆(Gd)来稳定无定形碳酸钙(ACC)以获得新型多功能纳米材料。在一方面，本专利技术提供了一种通过用元素钆(Gd)来稳定无定形碳酸钙(ACC)获得的多功能纳米材料(也称为“ACC-Gd多功能纳米材料”)。在另一方面，本专利技术提供了一种通过在上述ACC-Gd纳米材料中引入合适聚合物或生物大分子而获得的多功能纳米材料(本文中称为“ACC-Gd-聚合物纳米材料”)。在一个优选实施方式中，所述聚合物或生物大分子是选自PAA、PSS和水溶性氨基酸中的一种或多种。在另一方面，本专利技术提供了一种用于制备上述ACC-Gd多功能纳米材料的方法，所述方法包括将Gd引入到ACC中以使ACC稳定，从而获得所述ACC-Gd多功能纳米材料。。在一个优选实施方式中，首先将钙(Ca)盐溶液和Gd盐溶液混合，然后加入碳酸盐溶液，在剧烈搅拌下反应，过滤并干燥后的得到所述ACC-Gd多功能纳米材料。在一个优选实施方式中，使用等体积等浓度的所述Ca盐溶液和所述碳酸盐溶液。在一个优选实施方式中，使用的所述Ca盐溶液和所述碳酸盐溶液的浓度为O. IM-ο. 5M。在一个优选实施方式中，所述Ca盐溶液是CaCl2溶液，所述Gd盐溶液是GdCl3溶液，所述碳酸盐溶液是Na2CO3溶液。在一个优选实施方式中，所述Ca盐溶液和所述Gd盐溶液按摩尔比以/ = 1-10，即以/ = 1/10-1 的量使用。在另一方面，本专利技术提供了一种用于制备上述ACC-Gd-聚合物多功能纳米材料的方法，所述方法包括在根据前述方法中制备的ACC-Gd中加入合适聚合物或生物大分子，从而获得所述ACC-Gd-聚合物多功能纳米材料。在另一方面，提供了上述ACC-Gd或ACC-Gd-聚合物多功能纳米材料用作载药或MRI造影剂的应用。本专利技术通过用元素Gd来稳定无定形碳酸钙ACC获得了新型的多功能纳米材料，其 中由于Gd处于无定形碳酸的晶格中，大大降低了 Gd的毒性，同时作为磁性元素的Gd具有很好的造影效果，所以所述多功能纳米材料可用于MRI造影剂。此外，为了增加材料的水溶性而引入一些聚合物如PM’所获得的例如ACC-Gd-PAA由于ACC本身就显负电性，加上PAA强负电基团的引入，使所述多功能纳米材料对正电的材料(如阿霉素(DOX))具有很强的吸附能力，故在载药等领域具有非常广阔的应用前景。附图说明图I是根据本专利技术实施例I 3中获得的ACC-Gd纳米材料( / 摩尔比分别为1/3、1/4和1/5)的X射线衍射分析图。图2是根据实施例2 3中获得的ACC-Gd纳米材料在空气中静置一周后的X射线衍射分析图。图3是根据实施例3中获得的ACC-Gdv5的扫描电子显微镜图。图4是根据实施例7中获得的ACC-Gdv5-PAA的红外光谱图。图5是根据实施例7中获得的ACC-Gdv5-PAA在去离子水中放置4个月的X射线衍射分析图。图6是根据实施例7中获得的ACC-Gdv5-PAA载附阿霉素(DOX)的照片(图中质量比 ACC/D0X = 1/2) ο图7 是根据实施例 7 中获得的 ACC-Gdv3-PAA、ACC-Gdl74-PAA, ACC-Gdl75-PAA 作为Tl型造影剂的核磁共振图像，(其中从上到下本专利技术获得的ACC-Gd-PAA纳米材料的浓度逐渐增加)。具体实施例方式本专利技术的专利技术人出乎意料地发现，通过将元素钆(Gd)引入到无定形碳酸钙(ACC)中而可以使ACC稳定，从而获得新型的多功能纳米材料。具体地，通过将元素钆(Gd)掺杂到无定形碳酸钙(ACC)中，该元素Gd处于无定形ACC的晶格中而使ACC稳定，阻止了 ACC的结晶，由此可同时实现将磁性元素与绿色的无定形碳酸钙结合，得到新型ACC-Gd多功能纳米材料。进一步地，通过向该ACC-Gd多功能材料中引入合适的聚合物或生物高分子而增加该多功能纳米材料的水溶性，进而得到ACC-Gd-聚合物多功能纳米材料,这样的多功能纳米在生物医学中具有广泛的应用。本专利技术获得的多功能纳米材料，不仅具有碳酸钙这种传统的矿化材料的很多有益性质，而且由于Gd的磁性，同时由于Gd位于ACC的晶格中而被ACC包围，这样大大降低了元素Gd本身的毒性，所以所获得的纳米材料可用于MRI造影剂。此外，本专利技术通过在上述ACC-Gd纳米材料中添加合适的聚合物或生物高分子，可以获得ACC-Gd-聚合物多功能纳米材料。例如通过本专利技术可获得ACC-Gd-PAA多功能纳米材料，其由于ACC本身就显负电性，而PAA强负电基团的引入，使所获得的多功能纳米材料对带正电的材料如阿霉素(DOX)具有很强的吸附能力，故在载药等领域也有非常广阔的应用前景。在本专利技术的ACC-Gd纳米材料的制备方法中，通过将元素Gd掺杂到ACC中以使ACC稳定，从而获得稳定化的ACC，即ACC-Gd纳米材料。在一个优选实施方式中，首先将钙(Ca)盐溶液和钆(Gd)盐溶液混合，然后加入碳酸盐溶液，在剧烈搅拌下反应，过滤并干燥后得到所述ACC-Gd多功能纳米材料。优选地，可以使用等体积等浓度的所述Ca盐溶液和所述碳酸盐溶液。 在一个优选实施方式中，使用的所述Ca盐溶液和所述碳酸盐溶液的浓度均在O. 1M-0. 5M的范围。优选地，所述Ca盐溶液是CaCl2溶液，但也可以使用其他Ca盐溶液如Ca (NO3) 2溶液；所述Gd盐溶液是GdCl3溶液，但也可以使用其他Gd盐溶液如Gd (NO3) 3溶液；所述碳酸盐溶液是Na2CO3溶液，但也可以使用其他碳酸盐溶液如K2CO3溶液。对于这些盐溶液的选择，对于本领域技术人员来说是已知的。在一个优选实施方式中，所述Ca盐溶液和所述Gd盐溶液按摩尔比以/ = 1-10(或者/ =本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种通过用元素钆(Gd)来稳定无定形碳酸钙(ACC)获得的ACC？Gd多功能纳米材料。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：俞书宏，隋聪，陆杨，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：
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