一種利用貝殼粉制備的無定形磷酸鈣/量子點復合材料及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種利用貝殼粉制備量子點/無定形磷酸鈣復合材料的方法，屬于材料制備技術領域。該方法制備的無定形磷酸鈣的直徑為350～450nm，Zeta電位為27.5mV。量子點/無定形磷酸鈣復合材料激發波長為219nm，在437nm處有最強的熒光強度，峰寬為67.6nm。本發明專利技術在制備顆粒的過程中無需煅燒貝殼，節省能源，無需調節pH，對實驗儀器的要求低，得到的顆粒為球形，粒度均勻，分散性好，生物相容性好。該制備無定形磷酸鈣/量子點的方法用到了貝殼粉，充分利用資源，得到的復合材料可以作為藥物載體、防偽標記等。

【技術實現步驟摘要】
一種利用貝殼粉制備的無定形磷酸鈣/量子點復合材料及其制備方法
本專利技術屬于無定形磷酸鈣/量子點復合材料的制備方法
，具體涉及一種利用貝殼粉制備的無定形磷酸鈣/量子點復合材料及其制備方法。技術背景無定形磷酸鈣具有其他磷酸鈣無可比擬的優點：它的骨傳導性以及成骨細胞黏附性能比羥基磷灰石還要好。因此，無定形磷酸鈣目前被廣泛地應用于生物醫學領域，可以用作生物涂層、生物陶瓷、藥物載體、支架材料等。PierreLayrolle等(JournaloftheAmericanCeramicSociety,1998,81(6):1421-1428)以乙醇鈣和磷酸為原料,用溶膠凝膠法合成無定形磷酸鈣,但是該方法需要24h，反應時間較長，反應條件控制復雜。量子點材料是一個涉及多學科的交叉領域，量子點熒光穩定、明亮，激發光譜寬,發射光譜窄。由于其不同于塊體材料的許多性質，因此在很多方面潛在的應用價值，目前量子點最有前途的應用領域是作為生物體系中作熒光標記物，可以跟蹤生物細胞的結構或活動。隨著我國海洋養殖業的發展，在沿海地區產生了大量的廢棄的貝殼，大量的貝殼堆積既造成了環境污染，又使資源得不到有效的利用。使用貝殼制備無定形磷酸鈣/量子點既緩解了環境問題，又可以充分利用廢棄資源，變廢為寶。本專利技術以廢棄的貝殼資源為原料，制備過程中不需煅燒貝殼，不需調節pH，反應條件溫和，方法簡單，重復性好，制備時間短，節能減排。使用制備的無定形磷酸鈣與量子點復合制得的無定形磷酸鈣/量子點熒光強度強，生物相容性良好，可以作為藥物載體，并且可以示蹤載體的在細胞內的運行路徑。
技術實現思路
針對貝殼的資源浪費及利用問題，本專利技術的目的在于提供一種利用貝殼制備的無定形磷酸鈣/量子點復合材料及其制備方法。本專利技術提供利用貝殼粉制備的無定形磷酸鈣/量子點復合材料，該復合材料由載體和熒光納米晶粒組成，所述載體為無定形磷酸鈣，所述熒光納米晶粒為量子點，所述量子點是量子點CdTe。所述無定形磷酸鈣，其特征在于顆粒為球狀顆粒，粒徑為350～450nm，粒徑分布均勻，表面積大，Zeta電位為27.5mV。量子點與無定形磷酸鈣復合后的特征在于激發波長為219nm，在437nm處有最強的熒光強度，峰寬為67.6nm。本專利技術提供了一種利用貝殼制備的無定形磷酸鈣/量子點復合材料的方法，工藝步驟：1)將貝殼清洗干凈后在50～70℃條件下烘干，粉磨成100～400目的粉末；2)取0.5～1.0g貝殼粉，加入40～80mL體積濃度為5％的丙酸，充分反應，去離子水稀釋至50～100mL；3)在攪拌的條件下以20～40滴/min的滴加速度將50mL的0.06～0.12mol/LH3PO4溶液加入到步驟2)得到的溶液中，4)向步驟3)中的溶液中加入0.6～1mmol的三聚磷酸鈉，加入后繼續反應10～30min后加入4～8g尿素；5)將步驟4)的溶液在80～90℃的水浴條件下攪拌3～5min，靜置至出現沉淀；6)將得到的沉淀過濾，用去離子水洗滌2～3次，再用乙醇洗滌2～3次；將得到的無定形磷酸鈣顆粒在70～100℃下干燥24h；7)取1～10mL的濃度為1mg/mL～10mg/mL的無定形磷酸鈣溶液與1mL～10mL濃度為1～10nM的量子點混合；8)將步驟7)中的溶液在100W超聲振蕩20～30min，在轉速為8000～10000rpm離心3～5min，吸去上清；9)將步驟8)中得到的產物用去離子水洗滌2～3遍，得到純凈無定形磷酸鈣/量子點復合材料。本專利技術以貝殼為原料制備出了的無定形磷酸鈣/量子點復合材料。本專利技術具有以下優點：(1)本專利技術以貝殼為原料制備出了球狀無定形磷酸鈣，實現了貝殼的資源化利用，所用原料廉價易得，制備條件溫和。(2)本專利技術在制備顆粒的過程中無需煅燒貝殼，節省能源，無需調節pH，方法簡單，對實驗儀器的要求低，得到的顆粒為球形，粒度均勻，分散性好，生物相容性好。(3)本專利技術將量子點與無定形磷酸鈣復合得到一種新型的無定形磷酸鈣/量子點復合材料，生物相容性好，在生物成像、藥物載體、防偽標記等方面具有非常好的應用前景。附圖說明圖1為實施例1制得無定形磷酸鈣的掃描電鏡圖片。圖2為實施例1制得無定形磷酸鈣的透射電鏡圖片。圖3為實施例1制得無定形磷酸鈣的XRD圖譜。圖4為實施例1制得無定形磷酸鈣的FTIR圖譜。圖5為實施例1制得無定形磷酸鈣的TG圖譜。圖6為實施例1制得無定形磷酸鈣的Zeta電位圖。圖7為實施例1制得無定形磷酸鈣的粒徑分布圖。圖8為實施例1制得無定形磷酸鈣/量子點復合材料的熒光顯微鏡圖。圖9為實施例1制得無定形磷酸鈣/量子點復合材料的熒光發射光譜圖。具體實施方式為了使本專利技術易于理解，將通過下面的實施例進一步闡述本專利技術，應理解，下面實施例僅用于說明本專利技術而不用于限制本專利技術的范圍，下面實施例中未提及的具體實驗方法，通常按照常規實驗方法進行。實施例1(一)無定形磷酸鈣的制備：將貽貝殼清洗、干燥后，粉磨成粒度為100目的粉末，取0.5g貝殼粉加入到燒杯中；加入40mL體積濃度為5％的丙酸溶液，使其充分反應，用去離子水稀釋至50mL；取50mL的0.06mol/LH3PO4溶液，邊攪拌邊以20滴/min的速度將H3PO4溶液滴加到溶液中；然后向混合溶液中加入0.6mmol三聚磷酸鈉，攪拌反應30min后加入6g尿素，將制得的混合液放入90℃的水浴中，攪拌反應3min，靜置至出現沉淀；最后將得到的沉淀過濾，用去離子水洗滌2次，乙醇洗滌2次，在90℃條件下干燥24h得到無定形磷酸鈣顆粒。(二)量子點與無定形磷酸鈣的復合：取1mL濃度為1mg/mL的無定形磷酸鈣溶液與1mL濃度為2nM的量子點混合，將混合后的溶液在100W超聲振蕩10min，在轉速為8000rpm離心5min，吸去上清液，將得到的沉淀用去離子水洗滌2遍，得到純凈無定形磷酸鈣/量子點復合材料。該無定形磷酸鈣/量子點復合材料中的無定形磷酸鈣特征為：球狀顆粒，粒徑為350～450nm，粒徑分布均勻，Zeta電位為27.5mV。該無定形磷酸鈣的掃描電鏡圖片見圖1；透射電鏡圖片見圖2；XRD圖譜見圖3；FTIR圖譜見圖4；TG圖譜見圖5；Zeta電位圖見圖6；粒徑分布圖見圖7。該無定形磷酸鈣/量子點復合材料的特征為：該復合材料的激發波長為219nm，在437nm處有最強的熒光強度，峰寬為67.6nm。該無定形磷酸鈣/量子點復合材料的熒光顯微鏡圖見圖8，發射光譜圖見圖9.實施例2(一)無定形磷酸鈣的制備：將牡蠣殼清洗、干燥后，粉磨成粒度為200目的粉末，取0.5g貝殼粉加入到燒杯中；加入80mL體積濃度為5％的丙酸溶液，使其充分反應，用去離子水稀釋至100mL；取100mL的0.06mol/LH3PO4溶液，邊攪拌邊以40滴/min的速度將H3PO4溶液滴加到溶液中；然后向混合溶液中加入1mmol三聚磷酸鈉，攪拌反應20min后加入8g尿素，將制得的混合液放入80℃的水浴中，攪拌反應3min，靜置至出現沉淀；最后將得到的沉淀過濾，用去離子水洗滌2次，乙醇洗滌2次，在80℃條件下干燥24h得到無定形磷酸鈣顆粒。(二)量子點與無定形磷酸鈣的復合：取5mL的濃度為5mg/mL的無定形磷酸鈣溶液與10mL濃度為5nM的量子點混本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種利用貝殼粉制備的無定形磷酸鈣/量子點復合材料，其特征是：該復合材料由載體和熒光納米晶粒組成，所述載體為無定形磷酸鈣，所述熒光納米晶粒為量子點，所述量子點是量子點CdTe。

【技術特征摘要】
1.一種無定形磷酸鈣/量子點復合材料的制備方法，該無定形磷酸鈣/量子點復合材料由載體和熒光納米晶粒組成，所述載體為無定形磷酸鈣，所述熒光納米晶粒為量子點，所述量子點是量子點CdTe；其特征在于制備方法包括如下步驟：1)將貝殼清洗干凈后在50～70℃條件下烘干，粉磨成100～400目的粉末；2)取0.5～1.0g貝殼粉，加入40～80mL體積濃度為5％的丙酸，充分反應，去離子水稀釋至50～100mL；3)以20～40滴/min的滴加速度將50～100mL的0.06～0.12mol/LH3PO4溶液加入到步驟2)得到的溶液中，邊滴加邊攪拌；4)向步驟3)中的溶液中加入0.6～1.0mmol的三聚磷酸鈉，加入后繼續反應10～30min后加入4～8g尿素；5)將步...

【專利技術屬性】
技術研發人員：孔祥東，韓義忠，宋國龍，崔正陽，江國華，陳岑，李麒涉，
申請(專利權)人：浙江理工大學，
類型：發明
國別省市：浙江;33