CN103663532B - 一种制备无定形碳酸钙纳米球的方法 - Google Patents

一种制备无定形碳酸钙纳米球的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103663532B
CN103663532B CN201310717089.9A CN201310717089A CN103663532B CN 103663532 B CN103663532 B CN 103663532B CN 201310717089 A CN201310717089 A CN 201310717089A CN 103663532 B CN103663532 B CN 103663532B
Authority
CN
China
Prior art keywords
solution
hydrate
calcium carbonate
soluble
salt
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201310717089.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103663532A (zh
Inventor
朱英杰
漆超
陈�峰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Institute Of Advanced Inorganic Materials
Original Assignee
Shanghai Institute of Ceramics of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Institute of Ceramics of CAS filed Critical Shanghai Institute of Ceramics of CAS
Priority to CN201310717089.9A priority Critical patent/CN103663532B/zh
Publication of CN103663532A publication Critical patent/CN103663532A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103663532B publication Critical patent/CN103663532B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)

Abstract

本发明公开了一种制备无定形碳酸钙纳米球的方法，该方法包括如下步骤：将水溶性钙盐溶于去离子水中，然后加入稳定剂，并调节溶液的pH值为7～11，形成A溶液；将水溶性碳酸盐溶于去离子水中，形成B溶液；将B溶液逐滴加入A溶液中，并控制溶液体系的pH值为7～11；滴毕，室温下搅拌一定时间，然后进行离心分离、洗涤和干燥，即得无定形碳酸钙纳米球。本发明方法具有工艺简单、操作方便、不需要复杂昂贵设备、易于实现工业化且原料价廉易得等优点。通过本发明方法制备的无定形碳酸钙纳米球可作为生物医用材料用于药物递送、蛋白吸附、基因转染、组织修复等领域，具有良好的应用前景。

Description

一种制备无定形碳酸钙纳米球的方法
技术领域
本发明涉及一种制备无定形碳酸钙纳米球的方法，具体说，是涉及一种采用含磷生物分子作为稳定剂制备无定形碳酸钙纳米球的方法，属于生物材料制备技术领域。
背景技术
碳酸钙是自然界中岩石的主要成分，是自然界和工业上最为重要的矿物质之一。同时碳酸钙也是生物界中生物矿化产物的主要成分之一，在生物体中起着重要的作用，并广泛存在于甲壳类动物外骨骼、海洋生物的外壳、鸟类的蛋壳以及植物的树叶之中。在生物矿化领域，碳酸钙由于其结构相对简单而成为重要的模拟对象之一，从而使得研究难度大大降低。另外碳酸钙由于其良好的生物活性、生物相容性以及生物可降解性使其应用于药物的递送载体、基因转染载体、蛋白吸附及组织修复等生物医学领域。
碳酸钙由于合成方法不同，具有不同的晶型、结晶性、尺寸、形貌以及物理化学性质，因而具有不同的用途。无定形碳酸钙是自然界中生物体内存在的物质，生物体通过无定形策略形成了多种复杂的形貌。一般而言，无定形碳酸钙在生物体中所起的作用有三种：即作为矿化前驱体、作为储钙物质以及作为一种结构上的支撑和保护作用。其中，最令人感兴趣的是，无定形碳酸钙作为结晶前驱体而参与生物体矿化的过程，这将是揭开生物体合成复杂形貌单晶体的钥匙。因而，对无定形相碳酸钙的研究成为了推动仿生及结晶学发展的强大动力。
一直以来，研究者在制备无定形碳酸钙方面作了大量的研究，比较常见的方法是模拟生物矿化过程，在制备碳酸钙的水溶液中添加稳定剂。现有文献报道的稳定剂包括镁离子、聚天冬氨酸、树枝状高分子、聚丙烯酸以及磷酸酯等有机物。
虽然目前人工合成无定形碳酸钙的方法很多，但直接利用生物体内的有机分子作为稳定剂，研究其在生物矿化过程中所起到的作用还鲜有报道。此外，大多数人工合成无定形碳酸钙的稳定性较差，很少能在室温水溶液中保持十天以上而不发生物相转变的。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种制备高稳定性无定形碳酸钙纳米球的方法。
为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种制备无定形碳酸钙纳米球的方法，包括如下步骤：
a)将水溶性钙盐溶于去离子水中，然后加入稳定剂，并调节溶液的pH值为7～11，形成A溶液；
b)将水溶性碳酸盐溶于去离子水中，形成B溶液；
c)将B溶液逐滴加入A溶液中，并控制溶液体系的pH值为7～11；
d)滴毕，室温下搅拌一定时间，然后进行离心分离、洗涤和干燥，即得无定形碳酸钙纳米球。
作为优选方案，所述的水溶性钙盐为氯化钙和/或其水合物、硝酸钙和/或其水合物、乙酸钙和/或其水合物。
作为优选方案，所述的稳定剂为含磷生物分子。
作为进一步优选方案，所述含磷生物分子为磷酸腺苷或磷酸腺苷盐。
作为更进一步优选方案，所述磷酸腺苷盐为三磷酸腺苷二钠盐和/或其水合物。
作为优选方案，所述水溶性碳酸盐为碳酸钠和/或其水合物、碳酸氢钠和/或其水合物、碳酸钾和/或其水合物、碳酸氢钾和/或其水合物、碳酸铵和/或其水合物、碳酸氢铵和/或其水合物。
作为优选方案，所述水溶性钙盐与稳定剂的摩尔比为1:1～25:1，进一步优选为5:1～15:1。
作为优选方案，所述水溶性钙盐与水溶性碳酸盐的摩尔比为1:10～10:1，进一步优选为1:4～4:1。
作为优选方案，A溶液中水溶性钙盐的摩尔浓度为0.001～1摩尔/升，进一步优选为0.005～0.1摩尔/升。
与现有技术相比，本发明方法具有工艺简单、操作方便、不需要复杂昂贵设备、易于实现工业化且原料价廉易得等优点。通过本发明方法制备的无定形碳酸钙纳米球可作为生物医用材料用于药物递送、蛋白吸附、基因转染、组织修复等领域，具有良好的应用前景。
附图说明
图1为对比例以及实施例样品的X射线粉末(XRD)衍射图谱；
图2为对比例1样品的扫描电子显微镜（SEM）照片；
图3为对比例2样品的扫描电子显微镜（SEM）照片；
图4为实施例1样品的扫描电子显微镜（SEM）照片；
图5为实施例2样品的扫描电子显微镜（SEM）照片；
图6为实施例3样品的扫描电子显微镜（SEM）照片；
图7为实施例4样品的扫描电子显微镜（SEM）照片；
图8为实施例3样品在PBS溶液中浸泡不同时间的X射线(XRD)衍射图；
图9为对比例1和实施例3样品对细胞存活率的影响对比；
图10为对比例1和实施例3样品在各种初始浓度下对牛血红蛋白的吸附量对比；
图11为实施例3样品吸附牛血红蛋白后在不同pH值的PBS溶液中的释放性能对比。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
对比例1
在室温下，将0.925克CaCl2溶于250毫升去离子水中形成A溶液，将1.060克Na2CO3溶于100毫升去离子水中形成B液；取30毫升A溶液并用1摩尔/升的氢氧化钠溶液调节其pH等于9后，逐滴加入10毫升B液，此过程中采用磁搅拌且保持pH值在9左右；滴加完成，在室温下搅拌1小时，然后进行离心分离，对分离出的固体用去离子水洗涤3次，再用无水乙醇洗涤1次，最后于60℃空气中干燥。
所得样品的X射线(XRD)衍射图如图1中的曲线a所示：所得样品为结晶体。
所得样品的SEM照片如图2所示：所得样品由球霰石微米球及少量六面体方解石结晶体组成。
对比例2
在室温下，将0.925克CaCl2溶于250毫升去离子水中形成A溶液，将1.060克Na2CO3溶于100毫升去离子水中形成B液；取0.022克三磷酸腺苷二钠盐水合物溶于30毫升A溶液中并用1摩尔/升的氢氧化钠溶液调节其pH等于9后，逐滴加入10毫升B液，此过程中采用磁搅拌且保持pH值在9左右；滴加完成，在室温下搅拌1小时，然后进行离心分离，对分离出的固体用去离子水洗涤3次，再用无水乙醇洗涤1次，最后于60℃空气中干燥。
所得样品的X射线(XRD)衍射图如图1中的曲线b所示：所得样品为球霰石结晶相。
所得样品的SEM照片如图3所示：所得样品为椭球形碳酸钙微米球。
该对比例说明：即使使用少量的三磷酸腺苷二钠盐水合物也能抑制球霰石相转变为方解石相，并能调控碳酸钙的形貌。
实施例1
在室温下，将0.925克CaCl2溶于250毫升去离子水中形成A溶液，将1.060克Na2CO3溶于100毫升去离子水中形成B液；取0.055克三磷酸腺苷二钠盐水合物溶于30毫升A溶液中并用1摩尔/升的氢氧化钠溶液调节其pH等于9后，逐滴加入10毫升B液，此过程中采用磁搅拌且保持pH值在9左右；滴加完成，在室温下搅拌1小时，然后进行离心分离，对分离出的固体用去离子水洗涤3次，再用无水乙醇洗涤1次，最后于60℃空气中干燥。
所得样品的X射线(XRD)衍射图如图1中的曲线c所示：所得样品为无定形相。
所得样品的SEM照片如图4所示：所得样品为直径约10～100纳米的碳酸钙纳米球。
实施例2
在室温下，将0.925克CaCl2溶于250毫升去离子水中形成A溶液，将1.060克Na2CO3溶于100毫升去离子水中形成B液；取0.088克三磷酸腺苷二钠盐水合物溶于30毫升A溶液中并用1摩尔/升的氢氧化钠调节其pH等于9后，逐滴加入10毫升B液，此过程中采用磁搅拌且保持pH值在9左右；滴加完成，在室温下搅拌1小时，然后进行离心分离，对分离出的固体用去离子水洗涤3次，再用无水乙醇洗涤1次，最后于60℃空气中干燥。
所得样品的X射线(XRD)衍射图如图1中的曲线d所示：所得样品为无定形相。
所得样品的SEM照片如图5所示：所得样品为直径约10～100纳米的碳酸钙纳米球。
实施例3
在室温下，将0.925克CaCl2溶于250毫升去离子水中形成A溶液，将1.060克Na2CO3溶于100毫升去离子水中形成B液；取0.110克三磷酸腺苷二钠盐水合物溶于30毫升A溶液中并用1摩尔/升的氢氧化钠调节其pH等于9后，逐滴加入10毫升B液，此过程中采用磁搅拌且保持pH值在9左右；滴加完成，在室温下搅拌1小时，然后进行离心分离，对分离出的固体用去离子水洗涤3次，再用无水乙醇洗涤1次，最后于60℃空气中干燥。
所得样品的X射线(XRD)衍射图如图1中的曲线e所示：所得样品为无定形相。
所得样品的SEM照片如图6所示：所得样品为直径约10～100纳米的碳酸钙纳米球。
图8为本实施例所得无定形碳酸钙纳米球样品在PBS溶液中浸泡不同时间的X射线(XRD)衍射图，由图8可见：所得无定形碳酸钙纳米球在pH为7.4的磷酸缓冲溶液（PBS）中浸泡12天后，仍然能保持无定形相，进一步说明所得无定形碳酸钙纳米球具有很好的稳定性。
图9为反映了对比例1和本实施例样品对细胞存活率的影响，由图9可见：所得无定形碳酸钙纳米球在0～100微克/毫升的浓度范围内，对细胞几乎没有毒性。
图10反映了对比例1和本实施例样品在各种初始浓度下对牛血红蛋白的吸附量，由图10可见：所得无定形碳酸钙纳米球对牛血红蛋白具有很好的吸附能力。
图11反映了本实施例样品吸附牛血红蛋白后在不同pH值的PBS溶液中的释放性能，由图11可见：所得无定形碳酸钙纳米球具有很好的pH控释效果。
实施例4
在室温下，将0.925克CaCl2溶于250毫升去离子水中形成A溶液，将1.060克Na2CO3溶于100毫升去离子水中形成B液；取0.110克三磷酸腺苷二钠盐水合物溶于30毫升A溶液中并用1摩尔/升的氢氧化钠调节其pH等于9后，逐滴加入10毫升B液，此过程中采用磁搅拌且保持pH值在9左右；滴加完成，在室温下搅拌5天，然后进行离心分离，对分离出的固体用去离子水洗涤3次，再用无水乙醇洗涤1次，最后于60℃空气中干燥。
所得样品的X射线(XRD)衍射图如图1中的曲线f所示：所得样品为无定形相。
所得样品的SEM照片如图7所示：所得样品为直径约10～100纳米的碳酸钙纳米球。
最后有必要在此说明的是：以上实施例只用于对本发明的技术方案作进一步详细地说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种制备无定形碳酸钙纳米球的方法，其特征在于，包括如下步骤：
a)将水溶性钙盐溶于去离子水中，然后加入稳定剂，并调节溶液的pH值为7～11，形成A溶液；所述的稳定剂为三磷酸腺苷二钠盐和/或其水合物；所述水溶性钙盐与稳定剂的摩尔比为1:1～25:1
b)将水溶性碳酸盐溶于去离子水中，形成B溶液；
c)将B溶液逐滴加入A溶液中，并控制溶液体系的pH值为7～11；
d)滴毕，室温下搅拌一定时间，然后进行离心分离、洗涤和干燥，即得无定形碳酸钙纳米球。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的水溶性钙盐为氯化钙和/或其水合物、硝酸钙和/或其水合物、乙酸钙和/或其水合物。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的水溶性碳酸盐为碳酸钠和/或其水合物、碳酸氢钠和/或其水合物、碳酸钾和/或其水合物、碳酸氢钾和/或其水合物、碳酸铵和/或其水合物、碳酸氢铵和/或其水合物。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述水溶性钙盐与水溶性碳酸盐的摩尔比为1:10～10:1。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：A溶液中水溶性钙盐的摩尔浓度为0.001～1摩尔/升。
CN201310717089.9A 2013-12-21 2013-12-21 一种制备无定形碳酸钙纳米球的方法 Active CN103663532B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310717089.9A CN103663532B (zh) 2013-12-21 2013-12-21 一种制备无定形碳酸钙纳米球的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310717089.9A CN103663532B (zh) 2013-12-21 2013-12-21 一种制备无定形碳酸钙纳米球的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103663532A CN103663532A (zh) 2014-03-26
CN103663532B true CN103663532B (zh) 2015-10-28

Family

ID=50302439

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310717089.9A Active CN103663532B (zh) 2013-12-21 2013-12-21 一种制备无定形碳酸钙纳米球的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103663532B (zh)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104261450B (zh) * 2014-10-13 2016-03-02 中国科学技术大学 一种粒径可控的非晶碳酸钙纳米颗粒的合成方法
EP3302505B1 (en) 2015-06-04 2024-02-28 Amorphical Ltd. Amorphous calcium carbonate stabilized with polyphosphates
CN104891547B (zh) * 2015-06-17 2016-08-17 中国科学技术大学 一种无定型碳酸钙纳米线材料及其制备方法
CN104891546B (zh) * 2015-06-17 2016-08-24 中国科学技术大学 一种无定形碳酸钙纳米片材料及其制备方法
CN104891548B (zh) * 2015-06-26 2016-04-13 黑龙江大学 一种球状方解石型碳酸钙的制备方法
CN105879569B (zh) * 2016-06-14 2018-06-29 广东万引科技发展有限公司 一种燃煤烟气的深度净化工艺
CN107804865B (zh) * 2016-09-09 2020-04-28 丁观军 球霰石微球的制备及其在日化领域的应用
IL266149B (en) 2016-10-25 2022-08-01 Amorphical Ltd Amorphous calcium carbonate for the treatment of leukemia
CN108069451B (zh) * 2016-11-17 2020-02-07 厦门大学 一种在醇-水混合体系中制备超微细无定形碳酸钙的方法
CN106587127A (zh) * 2016-12-14 2017-04-26 复旦大学 一种快速大量制备无定形碳酸盐矿物的方法
CN110482585A (zh) * 2019-08-05 2019-11-22 浙江工业大学 一种无定形碳酸钙的合成方法
CN111892076A (zh) * 2020-08-26 2020-11-06 武汉理工大学 有机溶剂诱导获得具有纳米孔结构的无定形碳酸钙颗粒的制备方法
CN115353137B (zh) * 2022-06-30 2023-10-24 福建信息职业技术学院 一种无定形碳酸钙的制备方法及其应用

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102249281A (zh) * 2011-06-16 2011-11-23 山东大学 一种透镜状高纯球霰石型碳酸钙晶体及其制备方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102249281A (zh) * 2011-06-16 2011-11-23 山东大学 一种透镜状高纯球霰石型碳酸钙晶体及其制备方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Stabilization of Amorphous Calcium Carbonate by Specialized Macromolecules in Biological and Synthetic Precipitates;Joanna Aizenberg et al.;《Adv. Mater.》;19961231;全文 *
Stabilization of Amorphous Calcium Phosphate by Mg and ATP;N.C. Blumenthal et al.;《Calcif. Tiss. Res.》;19771231;第245-250页 *
The Effect of Adenosine Triphosphate, Magnesium Chloride and Phospholipids on Crystal Formation in the Demineralized Shell-Repair Membrane of Snail, Helix pomatia L.;Anna et al.;《Cell Tissue Res.》;19791231;第497页摘要部分 *
沉淀反应制备碳酸钙离子及其形貌和结构控制;杨亚囡等;《无机材料学报》;20131220;第1314页第1.2节 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN103663532A (zh) 2014-03-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103663532B (zh) 一种制备无定形碳酸钙纳米球的方法
Xia et al. Synthesis and release of trace elements from hollow and porous hydroxyapatite spheres
CN103407979B (zh) 水热法制备羟基磷灰石纳米棒和纳米线的方法
CN103420364B (zh) 一种石墨烯/羟基磷灰石复合材料的制备方法
CN103525417B (zh) 一种铕掺杂羟基磷灰石荧光纳米粒子的制备方法
CN101979091B (zh) 一种磷酸钙纳米载药体系的制备方法
Tewes et al. Amorphous calcium carbonate based-microparticles for peptide pulmonary delivery
Shiwaku et al. Structural, morphological and surface characteristics of two types of octacalcium phosphate-derived fluoride-containing apatitic calcium phosphates
CN102897734B (zh) 磷酸钙纳米结构及其制备方法
CN101474429B (zh) 两步法制备羟基磷灰石-丝素蛋白复合支架材料的方法
CN102488920B (zh) 核壳结构的α-半水硫酸钙/羟基磷灰石复合颗粒及制备
CN103110952A (zh) 微波辅助制备羟基磷灰石纳米结构多孔微球的方法
BRPI0617493A2 (pt) hidroxiapatita multisubstituÍda e seu compàsito com um polÍmero natural e/ou sintÉtico, preparo e usos dos mesmos
ES2777838T3 (es) Cristal de anhidrato de N-acetilneuraminato de amonio y procedimiento para producir el mismo
CN102897735A (zh) 微波辅助制备羟基磷灰石空心球
CN113460986B (zh) 一步法制备核壳结构羟基磷灰石微球的方法及其应用
CN104961114A (zh) 钙镁磷酸盐纳米结构材料及其制备方法
Wang et al. Lysozyme loading and release from Se doped hydroxyapatite nanoparticles
Jiang et al. Phosphate-dependent morphological evolution of hydroxyapatite and implication for biomineralisation
Chen et al. Crystallization of calcium carbonate mineral with hierarchical structures regulated by silk fibroin in microbial mineralization system
CN111138186B (zh) 一种α-磷酸三钙生物陶瓷材料及其制备方法
Qi et al. Magnesium phosphate pentahydrate nanosheets: Microwave-hydrothermal rapid synthesis using creatine phosphate as an organic phosphorus source and application in protein adsorption
CN104071763B (zh) 多离子型类骨磷灰石的制备方法及多离子型类骨磷灰石
CN103708519B (zh) 一种制备碳酸钙/磷酸钙复合纳米球的方法
Teng et al. Formation of calcium phosphates in gelatin with a novel diffusion system

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20230808

Address after: 215400 No.6 Liangfu Road, Taicang City, Suzhou City, Jiangsu Province

Patentee after: Jiangsu Institute of advanced inorganic materials

Address before: 200050 No. 1295 Dingxi Road, Shanghai, Changning District

Patentee before: SHANGHAI INSTITUTE OF CERAMICS, CHINESE ACADEMY OF SCIENCES