專利名稱：納米羥基磷灰石的制備方法
納米羥基磷灰石的制備方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于納米材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種納米羥基磷灰石的制備方法。
技術(shù)背景
絲素蛋白是一種自然界中廣泛存在的結(jié)構(gòu)蛋白，可從家蠶絲纖維中提取，不僅來(lái)源充足、提取方法簡(jiǎn)單，而且具有良好的生物相容性、生物可降解性、良好的力學(xué)性能和良好的對(duì)細(xì)胞的粘附、擴(kuò)增和分化作用，是一種發(fā)展前景良好的有機(jī)基質(zhì)材料。絲素蛋白可制備成溶液、薄膜、多孔支架、凝膠等多種形式，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。
羥基磷灰石(Hydroxyapatite，HA, Ca10(PO4)6(OH)2)是微溶于水的弱堿性磷酸鈣鹽，屬于六方晶系，是一類具有良好生物活性、生物相容性和吸附性能的無(wú)機(jī)材料。在生物體內(nèi)，羥基磷灰石由于與少量膠原、殼聚糖等有機(jī)基質(zhì)發(fā)生特殊結(jié)合，形成了誘導(dǎo)性更好、 與基質(zhì)性質(zhì)不同的無(wú)機(jī)/有機(jī)復(fù)合材料，生物體內(nèi)的羥基磷灰石不僅具有特殊的機(jī)械性能、光學(xué)性能以及復(fù)雜的形貌，而且在生物礦化過(guò)程中，生物體能從納米到微米級(jí)的尺度上對(duì)羥基磷灰石的礦化過(guò)程進(jìn)行精確的控制。近年來(lái)，有關(guān)仿生礦化的研究十分引人注目，其主要原因不僅在于該領(lǐng)域處于生命科學(xué)與無(wú)機(jī)化學(xué)、生物物理學(xué)與材料科學(xué)的交匯點(diǎn)，具有明顯的學(xué)科交叉與滲透的特點(diǎn)，更為重要的是它為人工合成具有獨(dú)特精美形貌的晶體材料和生物智能材料提供了新的思路，而且合成過(guò)程中能耗較低，符合材料科學(xué)綠色環(huán)保的要求，是目前材料學(xué)研究的熱點(diǎn)之
羥基磷灰石納米級(jí)顆?；蛭⑶蛟卺t(yī)學(xué)、藥學(xué)、涂料等多個(gè)領(lǐng)域有著廣泛且重要的用途。目前已有多種成熟技術(shù)可制備生產(chǎn)不同結(jié)構(gòu)和形貌的羥基磷灰石粉末，但是大部分技術(shù)都存在能耗高、制備條件苛刻、制備得到的羥基磷灰石粉末尺寸分布大、均勻性較差等問(wèn)題。生物仿生技術(shù)的發(fā)展給羥基磷灰石粉體的制備帶來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇，利用生物仿生技術(shù)，可以在常溫、常壓、水溶液體系中獲得尺寸形貌均一的羥基磷灰石產(chǎn)品，從而有效提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低能耗。
現(xiàn)有技術(shù)公開了多種利用仿生技術(shù)制備羥基磷灰石納米顆粒的報(bào)道，如 Thachepan S等研究者2010年發(fā)表在“NAN0SCALE”的文獻(xiàn)“Mesoscale crystallization of calcium phosphate nanostructures in protein(casein)micelles，，中指出，利用蛋白質(zhì)膠束做模板可以調(diào)控羥基磷灰石的納米結(jié)構(gòu)和形貌；RiVera-MimoZ，EM等研究者2011年發(fā)表在“JOURNAL OF NAN0SCIENCE AND NAN0TECHN0L0GY”的文獻(xiàn)“Growth of Hydroxyapatite Nanoparticles on Silica Gels”中指出，利用硅膠做模板，可以控制羥基磷灰石的形貌，但上述方法所需原料價(jià)格昂貴且不適合于規(guī)模化生產(chǎn)。
申請(qǐng)?zhí)枮镃N201010618923. 5的中國(guó)專利文獻(xiàn)公開了一種羥基磷灰石/絲素蛋白復(fù)合材料，首先將硝酸鈣溶液和硅酸鈉溶液混合反應(yīng)，將反應(yīng)物煅燒后得到硅灰石；再將絲素蛋白溶于熔融的硝酸鈣中，形成SF-Ca(NO3)2溶液；將硅灰石粉體溶于水中形成懸浮液后滴加SF-Ca(NO3)2溶液，得到羥基磷灰石/絲素蛋白復(fù)合材料，但是，該方法得到的復(fù)合材料分散性較差；Lin Niu等研究者2010年發(fā)表在Journal of Nanomaterials的文獻(xiàn)"A Novel Nanocomposite Particle of Hydroxyapatite and Silk Fibroin :Biomimetic Synthesis and Its Biocompatibility，，，Chunquan Fan 等 2010 年發(fā)表在"J Mater Sci" ^ Κ"Facile fabrication of nano-hydroxyapatite/silk fibroin composite via a simplified coprecipitation route”均公開了以絲素蛋白為模板制備羥基磷灰石的方法，但其得到的羥基磷灰石的結(jié)構(gòu)和形貌不可控，且分散性較差，極易團(tuán)聚，無(wú)法均勻分散在水溶液中，嚴(yán)重阻礙了羥基磷灰石的進(jìn)一步應(yīng)用。發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種納米羥基磷灰石的制備方法， 本發(fā)明提供的制備方法能夠可得到尺寸均一、分散性較好的納米羥基磷灰石。
本發(fā)明提供了一種納米羥基磷灰石的制備方法，包括以下步驟
將絲素蛋白水溶液密封培育后，得到絲素蛋白納米球水溶液；
將所述絲素蛋白納米球水溶液與磷酸根源和鈣源混合，反應(yīng)后得到納米羥基磷灰石。
優(yōu)選的，所述絲素蛋白水溶液的質(zhì)量濃度為0. 001% 20%。
優(yōu)選的，所述密封培育的溫度為0°C 90°C，所述密封培育的時(shí)間為0. 5h 96h。
優(yōu)選的，所述絲素蛋白納米球水溶液的質(zhì)量濃度為 20%。
優(yōu)選的，所述磷酸根源為磷酸、磷酸鈉或磷酸鈣。
優(yōu)選的，所述鈣源為氫氧化鈣或硝酸鈣。
優(yōu)選的，所述反應(yīng)的溫度為50°C 80°C。
本發(fā)明還提供了一種納米羥基磷灰石的制備方法，包括以下步驟
a)將絲素蛋白水溶液在靜電場(chǎng)下處理，得到絲素蛋白納米球凝膠；
b)將所述步驟a)得到的絲素蛋白納米球凝膠與磷酸根源和鈣源混合，反應(yīng)后得到納米羥基磷灰石。
優(yōu)選的，所述靜電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為1. 0X102V/m 1. OX 105V/m。
優(yōu)選的，所述步驟a)具體包括
al)將絲素蛋白水溶液密封培育，得到絲素蛋白納米球水溶液；
a2)將所述絲素蛋白納米球水溶液在靜電場(chǎng)下處理，得到絲素蛋白納米球凝膠。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明首先將絲素蛋白水溶液密封培育，得到絲素蛋白納米球水溶液；然后以該絲素蛋白納米球水溶液為模板，在絲素蛋白納米球表面合成納米羥基磷灰石，絲素蛋白與羥基磷灰石相互作用，不僅能夠抑制羥基磷灰石的團(tuán)聚，而且能夠通過(guò)控制絲素蛋白水溶液的濃度獲得尺寸和形貌可控的納米羥基磷灰石。本發(fā)明提供的制備方法無(wú)需使用有毒溶劑、制備方法簡(jiǎn)單、條件溫和可控，不會(huì)破壞絲素蛋白的二級(jí)結(jié)構(gòu)，能夠獲得尺寸和形貌可控的絲素蛋白納米球，從而獲得尺寸和形貌可控的納米羥基磷灰石；絲素蛋白和納米羥基磷灰石相互作用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)羥基磷灰石晶體生長(zhǎng)和聚集行為的控制，獲得能夠穩(wěn)定存在的納米羥基磷灰石乳液；將所述乳液離心、洗滌、干燥后得到的納米羥基磷灰石顆?？稍俅畏稚⒂谒?，不會(huì)形成團(tuán)聚，有利于納米羥基磷灰石的進(jìn)一步利用。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的絲素蛋白納米球溶液的原子力顯微鏡分析譜圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的絲素蛋白納米球溶液的紅外光譜圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的納米羥基磷灰石的掃描電鏡照片；圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的納米羥基磷灰石的紅外譜圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的納米羥基磷灰石的粒徑分布圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供了一種納米羥基磷灰石的制備方法，包括以下步驟將絲素蛋白水溶液密封培育后，得到絲素蛋白納米球水溶液；將所述絲素蛋白納米球水溶液與磷酸根源和鈣源混合，反應(yīng)后得到納米羥基磷灰石。本發(fā)明首先將絲素蛋白水溶液密封培育，得到絲素蛋白納米球水溶液；然后以該絲素蛋白納米球水溶液為模板，在絲素蛋白納米球表面合成納米羥基磷灰石，絲素蛋白與羥基磷灰石相互作用，不僅能夠抑制羥基磷灰石的團(tuán)聚，而且能夠通過(guò)控制絲素蛋白水溶液的濃度獲得尺寸和形貌可控的納米羥基磷灰石。本發(fā)明首先將絲素蛋白水溶液密封培育，得到絲素蛋白納米球水溶液。所述絲素蛋白水溶液優(yōu)選按照以下方法制備將蠶絲在碳酸鈉溶液中進(jìn)行處理，得到絲素蛋白；將所述絲素蛋白溶于溶劑中，然后在水溶液中進(jìn)行透析，得到絲素蛋白水溶液。將蠶絲在碳酸鈉溶液中進(jìn)行處理，將蠶絲外部的絲膠蛋白除去，得到絲素蛋白。所述碳酸鈉溶液的質(zhì)量濃度優(yōu)選為0. 1%，更優(yōu)選為0. 3% 0. 8%;所述處理的溫度優(yōu)選為80°C 120°C，更優(yōu)選為90°C 110°C ；所述處理的時(shí)間優(yōu)選為40min 80min，更優(yōu)選為50min 70min ；所述處理具體為煮制，在煮制過(guò)程中，蠶絲外部的絲膠蛋白與碳酸鈉發(fā)生反應(yīng)，從而與絲素蛋白分離，得到絲素蛋白。處理完畢后，使用去離子水反復(fù)沖洗得到的產(chǎn)物，然后在60°C下干燥得到絲素蛋白。得到絲素蛋白后，將所述絲素蛋白溶于溶劑中，然后裝在透析袋中在去離子水中進(jìn)行透析，得到絲素蛋白水溶液。所述溶劑優(yōu)選為溴化鋰溶液或者由氯化鈣、水和乙醇組成的溶劑。透析時(shí)間優(yōu)選為3天 4天，透析期間每隔池?fù)Q一次水，得到絲素蛋白水溶液。在本發(fā)明中，所述絲素蛋白水溶液的質(zhì)量濃度優(yōu)選為0. 001 % 20 %，更優(yōu)選為 0.01% 15%，最優(yōu)選為0. 10%。將所述絲素蛋白水溶液密封培育時(shí)，絲素蛋白自組裝成為納米球，得到絲素蛋白納米球水溶液，所述密封培育的溫度優(yōu)選為0°c 90°C，更優(yōu)選為51 851，最優(yōu)選為 10°C 80°C ；所述密封培育的時(shí)間優(yōu)選為0. 5h 96h，更優(yōu)選為Ih 90h，最優(yōu)選為池 80h。在本發(fā)明中，可以根據(jù)絲素蛋白水溶液的濃度決定密封培育的溫度和時(shí)間，從而控制得到的絲素蛋白納米球的直徑，如當(dāng)絲素蛋白水溶液濃度為 20%時(shí)，培育溫度優(yōu)選為10°c 90°C，培育時(shí)間優(yōu)選為池 96h，可得到直徑為20nm 60nm的絲素蛋白納米球；當(dāng)絲素蛋白水溶液濃度為0. 001% 時(shí)，培育溫度優(yōu)選為0°C 60°C，培育時(shí)間優(yōu)選為0. 5h 80h，可得到直徑為IOnm 40nm的絲素蛋白納米球。
得到絲素蛋白納米球水溶液后，以該水溶液作為模板溶液合成納米羥基磷灰石， 即將所述絲素蛋白納米球水溶液與磷酸根源和鈣源混合，反應(yīng)后得到納米羥基磷灰石，具體包括以下步驟將所述絲素蛋白納米球水溶液分散于磷酸根源水溶液中，得到混合溶液，將所述混合溶液加入到鈣源水溶液中，反應(yīng)后得到羥基磷灰石乳液；將所述羥基磷灰石乳液分離、洗滌、干燥后得到納米羥基磷灰石。在本發(fā)明中，所述絲素蛋白納米球水溶液的質(zhì)量濃度優(yōu)選為1 % 20 %，更優(yōu)選為2% 15%，最優(yōu)選為3% 10% ；當(dāng)?shù)玫降慕z素蛋白納米球水溶液濃度較低時(shí)，在合成納米羥基磷灰石時(shí)，可以將所述絲素蛋白納米球水溶液調(diào)整為上述濃度。將所述絲素蛋白納米球水溶液分散于磷酸根源水溶液中，得到混合溶液；所述磷酸根源優(yōu)選為磷酸、磷酸鈉或磷酸鈣，更優(yōu)選為磷酸；所述磷酸根源中磷的摩爾濃度優(yōu)選為 0. 01mol/L 0. lmol/L,更優(yōu)選為 0. 02mol/L 0. 08mol/L。將所述混合溶液與鈣源水溶液混合，所述磷酸根源與所述鈣源發(fā)生反應(yīng)，在絲素蛋白納米球顆粒表面形成羥基磷灰石晶體，從而得到羥基磷灰石乳液；所述鈣源優(yōu)選為氫氧化鈣或硝酸鈣，更優(yōu)選為氫氧化鈣；所述反應(yīng)的溫度優(yōu)選為50°C 80°C，更優(yōu)選為 60 70 。在本發(fā)明中，所述絲素蛋白與得到的羥基磷灰石的質(zhì)量比優(yōu)選為3 7 9 1， 更優(yōu)選為4 6 8 2，最優(yōu)選為4 5 7 3。在所述羥基磷灰石乳液中，絲素蛋白和其表面的羥基磷灰石晶體能夠相互作用， 羥基磷灰石能夠分散在絲素蛋白高分子網(wǎng)絡(luò)中，從而抑制羥基磷灰石的團(tuán)聚，使得所述羥基磷灰石乳液能夠在水中穩(wěn)定存在，有利于羥基磷灰石在其他乳液中的均勻分散，獲得質(zhì)量穩(wěn)定的復(fù)合材料。得到羥基磷灰石乳液后，將所述乳液分離、洗滌、干燥后即可得到納米羥基磷灰石。所述分離優(yōu)選為離心分離，離心分離時(shí)的轉(zhuǎn)速優(yōu)選為IOOOOrpm以上，更優(yōu)選為 IlOOOrpm以上；所述洗滌優(yōu)選為用水進(jìn)行洗滌，洗滌次數(shù)優(yōu)選為3次以上；所述干燥優(yōu)選為
真空干燥。得到納米羥基磷灰石，對(duì)所述納米羥基磷灰石進(jìn)行電鏡掃描，結(jié)果表明其顆粒均勻、尺寸均一。另外，控制所述絲素蛋白水溶液的質(zhì)量濃度，可得到尺寸可控的納米羥基磷灰石。得到納米羥基磷灰石后，將其再次分散于水中，分散性能良好，不會(huì)形成團(tuán)聚。本發(fā)明制備得到的納米羥基磷灰石顆粒均勻，可作為涂料的填充物，也可以作為組織修復(fù)材料或藥物載體等用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。將本發(fā)明得到的納米羥基磷灰石均勻分散于基質(zhì)中，可得到質(zhì)量穩(wěn)定的骨骼或牙齒修復(fù)材料。本發(fā)明首先將絲素蛋白水溶液密封培育，得到絲素蛋白納米球水溶液；然后以該絲素蛋白納米球水溶液為模板，在絲素蛋白納米球表面合成納米羥基磷灰石，絲素蛋白與羥基磷灰石相互作用，不僅能夠抑制羥基磷灰石的團(tuán)聚，而且能夠通過(guò)控制絲素蛋白水溶液的濃度獲得尺寸和形貌可控的納米羥基磷灰石。本發(fā)明提供的制備方法無(wú)需使用有毒溶劑、制備方法簡(jiǎn)單、條件溫和可控，不會(huì)破壞絲素蛋白的二級(jí)結(jié)構(gòu)，能夠獲得尺寸和形貌可控的絲素蛋白納米球，從而獲得尺寸和形貌可控的納米羥基磷灰石；絲素蛋白和納米羥基磷灰石相互作用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)羥基磷灰石晶體生長(zhǎng)和聚集行為的控制，獲得能夠穩(wěn)定存在的納米羥基磷灰石乳液；將所述乳液離心、洗滌、干燥后得到的納米羥基磷灰石顆?？稍俅畏稚⒂谒?，不會(huì)形成團(tuán)聚，有利于納米羥基磷灰石的進(jìn)一步利用。本發(fā)明還提供了一種納米羥基磷灰石的制備方法，包括以下步驟a)將絲素蛋白水溶液在靜電場(chǎng)下處理，得到絲素蛋白納米球凝膠；b)將所述步驟a)得到的絲素蛋白納米球凝膠與磷酸根源和鈣源混合，反應(yīng)后得到納米羥基磷灰石。在該技術(shù)方案中，使絲素蛋白水溶液在靜電場(chǎng)作用下發(fā)生自組裝，得到絲素蛋白納米球凝膠，以該絲素蛋白納米球凝膠作為模板制備分散性能良好、尺寸和形貌可控的羥基納米磷灰石。在該技術(shù)方案中，除了對(duì)絲素蛋白水溶液采用靜電場(chǎng)處理，得到絲素蛋白納米球凝膠外，其他，如絲素蛋白水溶液的濃度、磷酸根源、鈣源等，均與上述技術(shù)方案相同。本發(fā)明將絲素蛋白水溶液置于靜電場(chǎng)中進(jìn)行處理，絲素蛋白在靜電場(chǎng)作用下自組裝，形成絲素蛋白納米球凝膠。在本發(fā)明中，所述靜電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度優(yōu)選為1.0X102V/m 1.0X 105V/m,更優(yōu)選為 1. 5X 102V/m 0. 5X 105V/m,最優(yōu)選為 2. OX 102V/m 0. 1 X IO5V/ m ；所述處理時(shí)間優(yōu)選為IOmin 30min，更優(yōu)選為15min 20min。所述絲素蛋白納米球凝膠中，所述絲素蛋白納米球的直徑與絲素蛋白水溶液的濃度、經(jīng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)及處理時(shí)間有關(guān)，可得到直徑為50nm 2000nm的絲素蛋白納米球凝膠。在本發(fā)明中，為了使得到的絲素蛋白納米球粒徑更為均勻，在對(duì)絲素蛋白進(jìn)行靜電場(chǎng)處理之前，優(yōu)選對(duì)所述絲素蛋白水溶液進(jìn)行密封培育，即制備絲素蛋白模板的步驟優(yōu)選包括以下步驟al)將絲素蛋白水溶液密封培育，得到絲素蛋白納米球水溶液；a2)將所述絲素蛋白納米球水溶液在靜電場(chǎng)下處理，得到絲素蛋白納米球凝膠。所述絲素蛋白水溶液的質(zhì)量濃度優(yōu)選為0. 20%，更優(yōu)選為0.5% 15%，最優(yōu)選為 10% ；所述密封培育的溫度優(yōu)選為10°C 90°C，更優(yōu)選為20°C 80°C，最優(yōu)選為30°C 70°C ；所述密封培育的時(shí)間優(yōu)選為0. 5h 48h，更優(yōu)選為Ih 45h。本發(fā)明首先將絲素蛋白水溶液進(jìn)行靜電場(chǎng)處理，得到絲素蛋白納米球凝膠；然后以該絲素蛋白納米球凝膠為模板，在絲素蛋白納米球表面合成納米羥基磷灰石，絲素蛋白與羥基磷灰石相互作用，不僅能夠抑制羥基磷灰石的團(tuán)聚，而且能夠通過(guò)控制絲素蛋白水溶液的濃度獲得尺寸和形貌可控的納米羥基磷灰石。本發(fā)明提供的制備方法無(wú)需使用有毒溶劑、制備方法簡(jiǎn)單、條件溫和可控，不會(huì)破壞絲素蛋白的二級(jí)結(jié)構(gòu)，能夠獲得尺寸和形貌可控的絲素蛋白納米球，從而獲得尺寸和形貌可控的納米羥基磷灰石；絲素蛋白和納米羥基磷灰石相互作用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)羥基磷灰石晶體生長(zhǎng)和聚集行為的控制，獲得能夠穩(wěn)定存在的納米羥基磷灰石乳液；將所述乳液離心、洗滌、干燥后得到的納米羥基磷灰石顆?？稍俅畏稚⒂谒校粫?huì)形成團(tuán)聚，有利于納米羥基磷灰石的進(jìn)一步利用。為了進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的納米羥基磷灰石的制備方法進(jìn)行詳細(xì)描述。實(shí)施例1將蠶絲在質(zhì)量濃度為0. 5%的Na2CO3溶液中100°C煮60min，去除蠶絲外部的絲膠蛋白；使用去離子水沖洗得到的產(chǎn)物，重復(fù)3次，60°C干燥后得到絲素蛋白；
將27克絲素蛋白溶于IOOmL溴化鋰溶液中，將得到的絲素蛋白溶液裝在透析袋浸在去離子水中透析3天，期間每?jī)尚r(shí)換一次水，得到純凈的絲素蛋白溶液，其質(zhì)量濃度為 5. 9% ；將所述絲素蛋白溶液在60°C下密封培育12小時(shí)，獲得絲素蛋白納米球溶液，所述絲素蛋白納米球的直徑為30 50納米；對(duì)所述絲素蛋白納米球溶液進(jìn)行原子力顯微鏡分析和紅外光譜分析，結(jié)果參見圖 1和圖2，圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的絲素蛋白納米球溶液的原子力顯微鏡分析譜圖，圖2 為本發(fā)明實(shí)施例提供的絲素蛋白納米球溶液的紅外光譜圖，由圖1和圖2可知，本發(fā)明得到了絲素蛋白納米球。將所述絲素蛋白納米球溶液分散在磷酸根離子濃度為0. 06mol/L的磷酸水溶液中得到混合溶液，并調(diào)整絲素蛋白與合成后的羥基磷灰石質(zhì)量比為6 4;量取20mL所述混合溶液盛放在燒杯中，以180mL/60min的速度將所述混合溶液滴加到氫氧化鈣水溶液中，獲得羥基磷灰石乳液；將所述羥基磷灰石乳液在室溫下放置，其可穩(wěn)定存在；將所述乳液離心、洗滌、干燥后，得到納米羥基磷灰石顆粒。對(duì)所述羥基磷灰石顆粒進(jìn)行電鏡掃描、紅外光譜分析和粒徑分析，結(jié)果參見圖3、 圖4和圖5，圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的納米羥基磷灰石的掃描電鏡照片，圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的納米羥基磷灰石的紅外譜圖，圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的納米羥基磷灰石的粒徑分布圖，由圖3、圖4和圖5可知，本發(fā)明制備得到了顆粒均勻、尺寸均一、分散的納米羥基磷灰石。將所述納米羥基磷灰石顆粒再次分散于水中，分散性能良好，不會(huì)形成團(tuán)聚。實(shí)施例2將蠶絲在質(zhì)量濃度為0. 5%的Na2CO3溶液中100°C煮60min，去除蠶絲外部的絲膠蛋白；使用去離子水沖洗得到的產(chǎn)物，重復(fù)3次，60°C干燥后得到絲素蛋白；將27克絲素蛋白溶于IOOmL溴化鋰溶液中，將得到的絲素蛋白溶液裝在透析袋浸在去離子水中透析3天，期間每?jī)尚r(shí)換一次水，得到純凈的絲素蛋白溶液，其質(zhì)量濃度為 5. 9% ；將所述絲素蛋白溶液在90°C下密封培育4小時(shí)，獲得絲素蛋白納米球溶液，所述絲素蛋白納米球的直徑為20 40納米；對(duì)所述絲素蛋白納米球溶液進(jìn)行原子力顯微鏡分析和紅外光譜分析，結(jié)果表明， 本發(fā)明得到了絲素蛋白納米球。將所述絲素蛋白納米球溶液分散在磷酸根離子濃度為0. 06mol/L的磷酸水溶液中得到混合溶液，并調(diào)整絲素蛋白與合成后的羥基磷灰石質(zhì)量比為8 2;量取20mL所述混合溶液盛放在燒杯中，以180mL/60min的速度將所述混合溶液滴加到氫氧化鈣水溶液中，獲得羥基磷灰石乳液，將所述羥基磷灰石乳液在室溫下放置，其可穩(wěn)定存在；將所述乳液離心、洗滌、干燥后，得到納米羥基磷灰石顆粒。對(duì)所述羥基磷灰石顆粒進(jìn)行電鏡掃描、紅外光譜分析和粒徑分析，結(jié)果表明，本發(fā)明制備得到了顆粒均勻、尺寸均一、分散的納米羥基磷灰石。將所述納米羥基磷灰石顆粒再次分散于水中，分散性能良好，不會(huì)形成團(tuán)聚。實(shí)施例3將蠶絲在質(zhì)量濃度為0. 5%的Na2CO3溶液中100°C煮60min，去除蠶絲外部的絲膠蛋白；使用去離子水沖洗得到的產(chǎn)物，重復(fù)3次，60°C干燥后得到絲素蛋白；將27克絲素蛋白溶于IOOmL溴化鋰溶液中，將得到的絲素蛋白溶液裝在透析袋浸在去離子水中透析3天，期間每?jī)尚r(shí)換一次水，得到純凈的絲素蛋白溶液，其質(zhì)量濃度為 5.9%，將所述絲素蛋白溶液的濃度調(diào)整為2% ；將所述絲素蛋白溶液在20°C下密封培育86小時(shí)，獲得絲素蛋白納米球溶液，所述絲素蛋白納米球的直徑為40 60納米；對(duì)所述絲素蛋白納米球溶液進(jìn)行原子力顯微鏡分析和紅外光譜分析，結(jié)果表明， 本發(fā)明得到了絲素蛋白納米球。將所述絲素蛋白納米球溶液分散在磷酸根離子濃度為0. 06mol/L的磷酸水溶液中得到混合溶液，并調(diào)整絲素蛋白與合成后的羥基磷灰石質(zhì)量比為4 6;量取20mL所述混合溶液盛放在燒杯中，以180mL/60min的速度將所述混合溶液滴加到氫氧化鈣水溶液中，獲得羥基磷灰石乳液，將所述羥基磷灰石乳液在室溫下放置，其可穩(wěn)定存在；將所述乳液離心、洗滌、干燥后，得到納米羥基磷灰石顆粒。對(duì)所述羥基磷灰石顆粒進(jìn)行電鏡掃描、紅外光譜分析和粒徑分析，結(jié)果表明，本發(fā)明制備得到了顆粒均勻、尺寸均一、分散的納米羥基磷灰石。將所述納米羥基磷灰石顆粒再次分散于水中，分散性能良好，不會(huì)形成團(tuán)聚。實(shí)施例4將蠶絲在質(zhì)量濃度為0. 5%的Na2CO3溶液中100°C煮60min，去除蠶絲外部的絲膠蛋白；使用去離子水沖洗得到的產(chǎn)物，重復(fù)3次，60°C干燥后得到絲素蛋白；將0. 3克絲素蛋白溶于IOOmL溴化鋰溶液中，將得到的絲素蛋白溶液裝在透析袋浸在去離子水中透析3天，期間每?jī)尚r(shí)換一次水，得到純凈的絲素蛋白溶液，其質(zhì)量濃度約為0. 05% ；將所述絲素蛋白溶液在10°C下密封培育48小時(shí)，獲得絲素蛋白納米球溶液，所述絲素蛋白納米球的直徑為20 40納米；對(duì)所述絲素蛋白納米球溶液進(jìn)行原子力顯微鏡分析和紅外光譜分析，結(jié)果表明， 本發(fā)明得到了絲素蛋白納米球。將所述絲素蛋白納米球溶液分散在磷酸根離子濃度為0. 06mol/L的磷酸水溶液中得到混合溶液，并調(diào)整絲素蛋白與合成后的羥基磷灰石質(zhì)量比為6 4;量取20mL所述混合溶液盛放在燒杯中，以180mL/60min的速度將所述混合溶液滴加到氫氧化鈣水溶液中，獲得羥基磷灰石乳液，將所述羥基磷灰石乳液在室溫下放置，其可穩(wěn)定存在；將所述乳液離心、洗滌、干燥后，得到納米羥基磷灰石顆粒。對(duì)所述羥基磷灰石顆粒進(jìn)行電鏡掃描、紅外光譜分析和粒徑分析，結(jié)果表明，本發(fā)明制備得到了顆粒均勻、尺寸均一、分散的納米羥基磷灰石。將所述納米羥基磷灰石顆粒再次分散于水中，分散性能良好，不會(huì)形成團(tuán)聚。實(shí)施例5將蠶絲在質(zhì)量濃度為0. 5%的Na2CO3溶液中100°C煮60min，去除蠶絲外部的絲膠蛋白；使用去離子水沖洗得到的產(chǎn)物，重復(fù)3次，60°C干燥后得到絲素蛋白；將3克絲素蛋白溶于IOOmL溴化鋰溶液中，將得到的絲素蛋白溶液裝在透析袋浸在去離子水中透析3天，期間每?jī)尚r(shí)換一次水，得到純凈的絲素蛋白溶液，其質(zhì)量濃度約為 0. 6% ；將所述絲素蛋白溶液在5°C下密封培育2小時(shí)，獲得絲素蛋白納米球溶液，所述絲素蛋白納米球的直徑為10 40納米；對(duì)所述絲素蛋白納米球溶液進(jìn)行原子力顯微鏡分析和紅外光譜分析，結(jié)果表明， 本發(fā)明得到了絲素蛋白納米球。將所述絲素蛋白納米球溶液分散在磷酸根離子濃度為0. 06mol/L的磷酸水溶液中得到混合溶液，并調(diào)整絲素蛋白與合成后的羥基磷灰石質(zhì)量比為8 2;量取20mL所述混合溶液盛放在燒杯中，以180mL/60min的速度將所述混合溶液滴加到氫氧化鈣水溶液中，獲得羥基磷灰石乳液，將所述羥基磷灰石乳液在室溫下放置，其可穩(wěn)定存在；將所述乳液離心、洗滌、干燥后，得到納米羥基磷灰石顆粒。對(duì)所述羥基磷灰石顆粒進(jìn)行電鏡掃描、紅外光譜分析和粒徑分析，結(jié)果表明，本發(fā)明制備得到了顆粒均勻、尺寸均一、分散的納米羥基磷灰石。將所述納米羥基磷灰石顆粒再次分散于水中，分散性能良好，不會(huì)形成團(tuán)聚。實(shí)施例6將蠶絲在質(zhì)量濃度為0. 5%的Na2CO3溶液中100°C煮60min，去除蠶絲外部的絲膠蛋白；使用去離子水沖洗得到的產(chǎn)物，重復(fù)3次，60°C干燥后得到絲素蛋白；將1克絲素蛋白溶于IOmL由摩爾比為1 6 2的氯化鈣、水和乙醇形成的溶液中，將得到的絲素蛋白溶液裝在透析袋浸在去離子水中透析4天，期間每?jī)尚r(shí)換一次水， 得到純凈的絲素蛋白溶液，其質(zhì)量濃度為2% ；將15mL所述絲素蛋白溶液裝在安裝有電極的容器中，接通電源通30V的電壓，構(gòu)建場(chǎng)強(qiáng)為IX 103v/m的定向電場(chǎng)，通電15分鐘，形成絲素蛋白類凝膠，其由直徑在50 500 納米的絲素蛋白納米球組成；將所述絲素蛋白類凝膠分散在磷酸根離子濃度為0. 06mol/L的磷酸水溶液中得到混合溶液，并調(diào)整絲素蛋白與合成后的羥基磷灰石質(zhì)量比為3 7 ；量取20mL所述混合溶液盛放在燒杯中，以180mL/60min的速度將所述混合溶液滴加到氫氧化鈣水溶液中，獲得羥基磷灰石乳液，將所述羥基磷灰石乳液在室溫下放置，其可穩(wěn)定存在；將所述乳液離心、洗滌、干燥后，得到納米羥基磷灰石顆粒。對(duì)所述羥基磷灰石顆粒進(jìn)行電鏡掃描、紅外光譜分析和粒徑分析，結(jié)果表明，本發(fā)明制備得到了顆粒均勻、尺寸均一、分散的納米羥基磷灰石。將所述納米羥基磷灰石顆粒再次分散于水中，分散性能良好，不會(huì)形成團(tuán)聚。實(shí)施例7將蠶絲在質(zhì)量濃度為0. 5%的Na2CO3溶液中100°C煮60min，去除蠶絲外部的絲膠蛋白；使用去離子水沖洗得到的產(chǎn)物，重復(fù)3次，60°C干燥后得到絲素蛋白；將27克絲素蛋白溶于IOOmL溴化鋰溶液中，將得到的絲素蛋白溶液裝在透析袋浸在去離子水中透析3天，期間每?jī)尚r(shí)換一次水，得到純凈的絲素蛋白溶液，其質(zhì)量濃度約為 5. 9% ；將所述絲素蛋白溶液在60°C下密封培育M小時(shí)，將15mL所述培育后的絲素蛋白溶液裝在安裝有電極的容器中，接通電源通20V的電壓，構(gòu)建場(chǎng)強(qiáng)為5X102V/m的定向電場(chǎng)，通電10分鐘，形成絲素蛋白類凝膠，其由直徑在100 2000納米的絲素蛋白納米球組成；將所述絲素蛋白類凝膠分散在磷酸根離子濃度為0. 06mol/L的磷酸水溶液中得到混合溶液，并調(diào)整絲素蛋白與合成后的羥基磷灰石質(zhì)量比為7 3;量取20mL所述混合溶液盛放在燒杯中，以180mL/60min的速度將所述混合溶液滴加到氫氧化鈣水溶液中，獲得羥基磷灰石乳液，將所述羥基磷灰石乳液在室溫下放置，其可穩(wěn)定存在；將所述乳液離心、洗滌、干燥后，得到納米羥基磷灰石顆粒。對(duì)所述羥基磷灰石顆粒進(jìn)行電鏡掃描、紅外光譜分析和粒徑分析，結(jié)果表明，本發(fā)明制備得到了顆粒均勻、尺寸均一、分散的納米羥基磷灰石。將所述納米羥基磷灰石顆粒再次分散于水中，分散性能良好，不會(huì)形成團(tuán)聚。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種納米羥基磷灰石的制備方法，包括以下步驟 將絲素蛋白水溶液密封培育后，得到絲素蛋白納米球水溶液；將所述絲素蛋白納米球水溶液與磷酸根源和鈣源混合，反應(yīng)后得到納米羥基磷灰石。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述絲素蛋白水溶液的質(zhì)量濃度為 0. 001% 20%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述密封培育的溫度為0°C 90°C， 所述密封培育的時(shí)間為0. 5h 96h。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述絲素蛋白納米球水溶液的質(zhì)量濃度為 20%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述磷酸根源為磷酸、磷酸鈉或磷酸鈣。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述鈣源為氫氧化鈣或硝酸鈣。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述反應(yīng)的溫度為50°C 80°C。
8.—種納米羥基磷灰石的制備方法，包括以下步驟a)將絲素蛋白水溶液在靜電場(chǎng)下處理，得到絲素蛋白納米球凝膠；b)將所述步驟a)得到的絲素蛋白納米球凝膠與磷酸根源和鈣源混合，反應(yīng)后得到納米羥基磷灰石。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述靜電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為 1.0X102V/m 1.0X105V/m。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述步驟a)具體包括 al)將絲素蛋白水溶液密封培育，得到絲素蛋白納米球水溶液；a2)將所述絲素蛋白納米球水溶液在靜電場(chǎng)下處理，得到絲素蛋白納米球凝膠。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種納米羥基磷灰石的制備方法，包括以下步驟將絲素蛋白水溶液密封培育后，得到絲素蛋白納米球水溶液；將所述絲素蛋白納米球水溶液與磷酸根源和鈣源混合，反應(yīng)后得到納米羥基磷灰石。本發(fā)明還提供了一種納米羥基磷灰石的制備方法，包括以下步驟a)將絲素蛋白水溶液在靜電場(chǎng)下處理，得到絲素蛋白納米球凝膠；b)將所述步驟a)得到的絲素蛋白納米球凝膠與磷酸根源和鈣源混合，反應(yīng)后得到納米羥基磷灰石。本發(fā)明提供的制備方法無(wú)需使用有毒溶劑、制備方法簡(jiǎn)單、條件溫和可控，不會(huì)破壞絲素蛋白的二級(jí)結(jié)構(gòu)，能夠獲得尺寸和形貌可控的絲素蛋白納米球，從而獲得尺寸和形貌可控的納米羥基磷灰石。
文檔編號(hào)B82Y40/00GK102491299SQ20111035958
公開日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月14日
發(fā)明者呂強(qiáng), 張岑岑, 林莎莎, 趙薈菁, 黃曉衛(wèi) 申請(qǐng)人:蘇州大學(xué)