[发明专利]一种具有荧光标记的含氟羟基磷灰石单晶纳米梭及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种单分散一维纳米材料及其制备方法，具体涉及一种具有荧光标记的含氟羟基磷灰石单分散单晶纳米梭及其制备方法。

背景技术

羟基磷灰石(Ca₁₀(OH)₂(PO₄)₆，HA)具有良好的生物相容性，已被广泛作为骨植入材料。但是，它的热稳定性(即高温分解)较差，在生物环境中分解速率较快，耐腐蚀性差等问题，在一定程度上制约了它的应用。目前，人们通过向HA中微量参杂其它一些元素，来克服HA本身的一些性能缺陷，比如向其晶体中参入锶、镁、锌金属元素及镧、铈等稀土元素，或参入阴离子(碳酸根、氯离子、氟离子等)方式。

研究表明，在羟基磷灰石中氟离子的存在能够改善材料的物化特性(如：溶解性、结构、微结构、机械特性、表面特性)，间接地产生良好的生物学效应(骨的重建和生物降解)。含氟的羟基磷灰石纳米材料具有优良的性能：良好的生物相容性能，降解速率缓慢和植入骨表面的较好的稳定性；含氟材料释放的氟离子对改善牙釉质、牙本质的抗龋齿性能和增强再矿化性能是有益的，氟离子的限量应用有益于促进骨的重建和治疗骨质疏松症。

在细胞生物学中，一般采用色素染色法对细胞等进行染色标记，而这些染料成分本身对细胞具有很大毒性，一般被染色细胞死亡。铕(Eu)、铽(Tb)是一类稀土元素，不仅具有稀土元素的许多优良的性能：无毒副作用；进入体内后，易在肿瘤组织或血浆中积聚，表现出对肿瘤组织一定特异性的亲和性，使癌细胞微管结构发生转变，其生长能力明显下降，使癌细胞内的钙调素水平下降，抑癌基因p52、p16、p21的水平上升；可以清除机体内的有害自由基；是一种生物活性金属调节剂，具有调节胰岛素细胞分泌功能的作用；稀土杂多配合物具有较强的抗艾滋病病毒活性的能力。而且，铕、铽还能受激发射荧光，分别使材料呈现出鲜艳的红色和绿色荧光。若利用无毒副作用的材料为基质，最其晶格中引入元素铕、铽，以紫外激发材料发射荧光，则利用这种荧光材料进行标记将不会对被标记物(如细胞)本身产生不良的毒副作用。

含氟的羟基磷灰石是一种理想的荧光标记的基质材料。虽然含氟羟基磷灰石的制备方法多样，却还是相对复杂，所得到的晶体在结晶性、均一性、单散性、纳尺寸性和效能上无法达到优化性的结合，不利于充分发挥该类材料的优势。基于含氟羟基磷灰石和稀土元素铕和铽的先天性优点，充分发挥氟离子和稀土离子的协同效应，制备的无毒副作用的可荧光标记的纳尺度单分散单晶纳米材料，将是一类具有优异生物学性能的最具潜力的荧光标记材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有荧光标记的含氟羟基磷灰石单分散单晶纳米梭及其制备方法。

本发明提供的具有荧光标记的含氟羟基磷灰石单分散单晶纳米梭的制备方法，包括如下步骤：硝酸钙、磷酸盐、氟化纳和稀土硝酸盐进行反应即得所述单分散单晶纳米梭；所述稀土硝酸盐为硝酸铕或硝酸铽。

上述的方法中，所述磷酸盐可为磷酸钠、磷酸氢钠和磷酸二氢钠中至少一种。

上述的方法中，所述反应的温度可为120℃-180℃，具体可为120℃、150℃或180℃；所述反应的时间可为5小时-15小时，具体可为5小时、10小时或15小时。

上述的方法中，所述反应的溶剂可为水、十八胺、乙醇与油酸或亚油酸的混合物，所述溶剂量以溶解反应物(即所述硝酸钙、磷酸盐、氟化纳和稀土硝酸盐的混合物)为宜。

上述的方法中，所述磷酸盐、氟化钠、稀土硝酸盐与所述硝酸钙的摩尔份数比可为0.57∶(0-0.2)∶(0-0.2)∶1，但所述氟化钠和稀土硝酸盐的量不为零，具体可为0.57∶0.1∶0.1∶1、0.57∶0.0∶0.05∶1或0.57∶0.2∶0.2∶1。

本发明上述方法制备的单晶纳米梭的直径为9nm-15nm，具体可为9nm-12nm或11nm-15nm，长度为100nm-150nm，具体可为100nm-120nm或120nm-150nm。

本发明所提供的制备方法的原料廉价易得，成本低，合成工艺简单易实现，产品质量稳定且工艺重复性能好；本方法所制备的具有荧光标记的纳米梭不仅可以与生物高分子材料(如胶原蛋白、蚕丝蛋白、聚乳酸、壳聚糖等)复合制备可降解的人工骨、骨水泥等生物硬组织修复材料，也可以直接应用于块体材料的荧光效应或活体细胞的生物学标记。本发明所制备的单晶纳米梭对生物材料与组织工程等相关领域的基础研究与临床应用具有良好的应用前景。

附图说明