一種具有紅色熒光標(biāo)記的銪摻雜羥基磷灰石單晶納米棒的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有紅色熒光標(biāo)記性能的羥基磷灰石單分散單晶納米棒的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著生命科學(xué)的發(fā)展，人們希望能夠獲得豐富詳細的關(guān)于組織、細胞等的直觀信息，促使各種成像技術(shù)迅速發(fā)展。其中，生物熒光成像以其破壞性小、靈敏度高、選擇性好等優(yōu)點，一直是人們關(guān)注的焦點。而熒光成像的發(fā)展受到了熒光探針性能的制約。
[0003]羥基磷灰石（0&1。(011)2(?04)6，HAp)具有優(yōu)異的生物相容性、骨誘導(dǎo)性、非免疫原性、可降解性等性能，被廣泛用于組織工程、藥物和基因傳遞和其他生物領(lǐng)域。同時，羥基磷灰石也是一種很好的離子摻雜的基體材料，常被雜質(zhì)離子賦予新的理化特性。
[0004]羥基磷灰石具有優(yōu)良的生物相容性和好的生物可降解性，但是常規(guī)稀土離子摻雜的羥基磷灰石熒光探針易被晶格中的羥基引起淬滅現(xiàn)象，因此常被加入氟離子等取代晶格里的羥基提高材料的熒光性能，而材料中大量的氟離子的存在使材料的應(yīng)用受到了一定的限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種熒光強度良好、形貌尺寸可控并具有良好生物相容性的可降解的銪摻雜的羥基磷灰石納米熒光探針的制備方法。
[0006]本發(fā)明的實現(xiàn)過程如下：
一種銪摻雜羥基磷灰石單晶納米棒的制備方法，包括如下步驟：
(1)在油酸、油胺、乙醇和水的反應(yīng)體系中，加入硝酸鈣和磷酸鹽在120?200°C進行第一次水熱反應(yīng)獲得純的羥基磷灰石納米棒，其中油酸、油胺、乙醇和水的體積比為（2?6):(0. 5?2) : (10?20) : (10?20)，所述磷酸鹽選自磷酸鈉、磷酸氫鈉、磷酸二氫鈉，硝酸鈣與磷酸鹽的摩爾比為：1:1. 67 ;
(2)待第一次水熱反應(yīng)溫度降至室溫后，加入硝酸銪進行二次水熱反應(yīng)，獲得具有紅色熒光標(biāo)記的銪摻雜羥基磷灰石單晶納米棒。
[0007]上述步驟（1)和（2)中，反應(yīng)的時間為5?20 ho
[0008]上述步驟（2)中，待第一次水熱反應(yīng)溫度降至室溫后，離心得沉淀，將沉淀分散至環(huán)己烷中，使用乙醇助沉離心；所述硝酸銪與硝酸鈣的摩爾比為0.05:1 ~ 0.2:1。
[0009]上述方法制備得到的銪摻雜羥基磷灰石單晶納米棒直徑為6~9 nm，其長約為140?160nm。
[0010]上述方法制備得到的銪摻雜羥基磷灰石單晶納米棒作為納米熒光探針應(yīng)用于活體細胞熒光標(biāo)記。
[0011]本發(fā)明基于離子交換作用，利用兩步水熱法和羥基磷灰石晶體表面銪離子的吸附和銪-鈣置換效應(yīng)，實現(xiàn)離子在晶格中置換摻雜和晶格缺陷，并因兩者的協(xié)同作用獲得了銪摻雜的輕基磷灰石納米棒紅色熒光探針。該探針不僅避免了一步水熱摻雜時晶格中輕基的淬滅負影響，還避免了一步水熱摻雜時納米晶長徑比隨摻雜量而變化的問題，使獲得的熒光探針具有熒光強度和形貌尺寸可控的優(yōu)點。
[0012]本發(fā)明的積極效果：本發(fā)明制備方法原料廉價易得，成本低，合成工藝簡單易實現(xiàn)，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，工藝放大容易且重現(xiàn)性能好；本方法所制備的具有熒光標(biāo)記的納米棒可應(yīng)用于活體細胞的熒光標(biāo)記，亦可作為無機原料可用于制備可降解的人工骨、骨水泥等生物醫(yī)用材料。本發(fā)明所制備的單晶納米棒在生物材料與組織工程等相關(guān)領(lǐng)域有著良好的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0013]圖1是實施例1制備的羥基磷灰石單分散單晶納米棒的TEM圖：A)純的納米羥基磷灰石；B)銪摻雜的納米羥基磷灰石；
圖2是實施例1制備的具有紅色熒光標(biāo)記的銪摻雜羥基磷灰石單分散單晶納米棒的XRD圖；
圖3是實施例1制備的具有紅色熒光標(biāo)記的銪摻雜羥基磷灰石單分散單晶納米棒的HRTEM圖（A)和傅里葉變換圖（B)；
圖4是實施例1制備的具有紅色熒光標(biāo)記的銪摻雜羥基磷灰石單分散單晶納米棒的EDS 圖；
圖5是實施例1制備的具有紅色熒光標(biāo)記的銪摻雜羥基磷灰石單分散單晶納米棒的焚光掃描圖；
圖6為實施例6 —步法制備的銪摻雜羥基磷灰石單分散單晶納米棒的TEM圖；
圖7為實施例6 (a)和1 (b)制備的銪摻雜羥基磷灰石單分散單晶納米棒的熒光掃描圖；
圖8是實施例7制備的紅色熒光納米棒用于細胞標(biāo)記的熒光照片圖。
【具體實施方式】
[0014]下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法；所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑得到。
[0015]實施例1紅色熒光標(biāo)記的銪摻雜羥基磷灰石單晶納米棒的制備第一步水熱反應(yīng)：在50mL的聚四氟乙稀水熱II中，加入4mL油酸，lmL油胺，16mL乙醇，攪拌均勻，然后再加入0. 25 M的硝酸鈣8mL和0. 15 M的磷酸鈉8mL，攪拌均勻密封，在150°C水熱反應(yīng)10h，然后降溫至室溫。（若水熱實驗至此結(jié)束后進行離心收集沉淀，并用環(huán)己烷和乙醇洗滌數(shù)次，可獲得純的羥基磷灰石納米棒。)
第二步水熱反應(yīng)：將0. 25 M的硝酸銪1. 2 mL加入上述水熱體系中攪拌均勻后，再次密封，在150°C水熱反應(yīng)10h。反應(yīng)結(jié)束后，離心收集沉淀，并用環(huán)己烷和乙醇洗滌數(shù)次獲得終產(chǎn)物。
[0016]通過透射電鏡檢測顯示一步水熱反應(yīng)和兩步水熱反應(yīng)的產(chǎn)物形貌沒有明顯變化，均為直徑約8nm和長約150nm的納米棒，如圖1所示；經(jīng)X射線粉末衍射鑒定第二步水熱后產(chǎn)物為羥基磷灰石，如圖2所示；從高分辨透射電鏡（HRTEM)檢測和相關(guān)的傅里葉變換圖知制備的納米棒為單晶結(jié)構(gòu)，如圖3 ;元素分析知所得單晶納米棒中含有元素銪，如圖4所示；進一步對樣品進行熒光掃描知其具有良好的紅色熒光特性，如圖5所示。
[0017]實施例2紅色熒光標(biāo)記的銪摻雜羥基磷灰石單晶納米棒的制備第一步水熱反應(yīng)：在50mL的聚四氟乙稀水熱II中，加入4mL油酸，lmL油胺，16mL乙醇，攪拌均勻，然后再加入0. 25 M的硝酸鈣8mL和0. 15 M的磷酸鈉8mL，攪拌均勻密封，在120°C水熱反應(yīng)20h，然后降溫至室溫。
[0018]第二步水熱反應(yīng)：將0.