CN105063806A - 近红外发光钛酸钙多孔纳米纤维的制备方法 - Google Patents

近红外发光钛酸钙多孔纳米纤维的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105063806A
CN105063806A CN201510457951.6A CN201510457951A CN105063806A CN 105063806 A CN105063806 A CN 105063806A CN 201510457951 A CN201510457951 A CN 201510457951A CN 105063806 A CN105063806 A CN 105063806A
Authority
CN
China
Prior art keywords
calcium
mixed solution
nitrate
calcium titanate
neodymium
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.)
Pending
Application number
CN201510457951.6A
Other languages
English (en)
Inventor
李翔
张秋红
韩高荣
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.)
Zhejiang University ZJU
Original Assignee
Zhejiang University ZJU
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 Zhejiang University ZJU filed Critical Zhejiang University ZJU
Priority to CN201510457951.6A priority Critical patent/CN105063806A/zh
Publication of CN105063806A publication Critical patent/CN105063806A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Radiation-Therapy Devices (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Abstract

本发明公开了一种近红外发光钛酸钙多孔纳米纤维的制备方法，该方法采用的是溶胶凝胶结合静电纺丝法，以钛酸丁酯和硝酸钙分别作为钛源和钙源，乙醇、冰乙酸和二甲基甲酰胺作为溶剂，聚乙烯吡咯烷酮用于调节粘度，通过掺杂稀土元素钕，经后期热处理后，成功实现近红外发光钛酸钙纳米纤维的合成。本发明工艺过程简单，成本低；钕掺杂钛酸钙纳米纤维比表面积大、生物相容性良好，且钛酸钙纳米纤维的近红外发光位于生物组织光学窗口。

Description

近红外发光钛酸钙多孔纳米纤维的制备方法
技术领域
本发明涉及一种近红外发光钛酸钙多孔纳米纤维的制备方法，属于无机非金属材料领域。
背景技术
生物相容性好且可降解的聚合物纤维应用于组织工程由来已久，其制备技术主要是静电纺丝法。静电纺丝法制备工艺简单、成本低，并且合成的纤维具有尺寸可控，比表面积大等优点。而近几十年来，静电纺丝法制备的无机功能陶瓷，比如生物玻璃、氧化硅等，在生物医学工程的应用受到了广泛关注。
钛酸钙是一种具有良好生物相容性的无机非金属材料，主要用于骨移植体的表面涂层，用于提高羟基磷灰石与基体的粘附强度以及抑制羟基磷灰石溶解在骨吸收产生的酸性环境中。钕掺杂钛酸钙可实现近红外光激发产生近红外光发射，激发光和发射光都位于生物组织光学窗口(700nm-1100nm)，而静电纺丝法制备的纤维具有粗糙多孔的结构，因此，近红外发光钛酸钙多孔纳米纤维有望应用于光示踪药物释放体系。
发明内容
本发明的目的在于提供一种近红外发光钛酸钙多孔纳米纤维的制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种近红外发光钛酸钙多孔纳米纤维的制备方法，包括以下步骤：
（1）将钛酸丁酯溶于乙醇中，钛的摩尔浓度为0.2M；
（2）搅拌溶解后，向步骤（1）所得的混合溶液中滴加冰乙酸，乙醇和冰乙酸的体积比为3:1；
（3）搅拌状态下，向步骤（2）所得的混合溶液中滴加乙酰丙酮，乙醇和乙酰丙酮的体积比为12:1；
（4）搅拌溶解后，向步骤（3）所得的混合溶液中加入硝酸钙，使钛酸丁酯和硝酸钙的摩尔比为1:0.99，得到钛酸丁酯和硝酸钙的混合溶液；
（5）将0.2104g硝酸钕溶于20mL二甲基甲酰胺中，得到硝酸钕的二甲基甲酰胺溶液；
（6）搅拌状态下，向步骤（4）制得的钛酸丁酯和硝酸钙的混合溶液中滴加步骤（5）制得的硝酸钕的二甲基甲酰胺溶液1mL，使钛酸丁酯、硝酸钙和硝酸钕的摩尔比为1:0.99：0.01；
（7）搅拌溶解后，向步骤（6）制得的混合溶液中滴加二甲基甲酰胺2mL，同时加入分子量为1300000聚乙烯吡咯烷酮，使聚乙烯吡咯烷酮的摩尔浓度为0.025mM，搅拌4小时，得到稳定的透明溶胶；
（8）将步骤（7）配制的溶胶装入静电纺丝装置的注射器中，在静电作用下纺丝；
（9）将步骤（8）中收集到的钛酸钙纳米纤维置于80℃烘箱内干燥12h，然后放入管式炉中以2℃/min的速率升温到700℃保温2h后自然冷却至室温取出，得到近红外发光钛酸钙多孔纳米纤维。
静电纺丝的条件设置为：流速为0.5mL/h，外加静电压为9.8-10.8kV，收集距离为15cm，温度为25℃，湿度为40%。
本发明采用溶胶凝胶结合静电纺丝法，以钛酸丁酯和硝酸钙分别作为钛源和钙源，乙醇、冰乙酸和二甲基甲酰胺作为溶剂，聚乙烯吡咯烷酮用于调节粘度，通过掺杂稀土元素钕，经后期热处理后，成功实现近红外发光钛酸钙纳米纤维的合成。具有以下有益效果：
1.本发明工艺过程简单，成本低；
2.制备的钕掺杂钛酸钙纳米纤维为正交钛酸钙纯相，在氙灯800nm激发下产生1072nm发射，激发光和发射光都位于生物组织光学窗口；
3.制备的钕掺杂钛酸钙纳米纤维MTT实验表明其生物相容性良好，将钛酸钙纳米纤维通过植入方式应用于局部药物释放过程中，多孔结构有利于药物装载，释放过程中的发光信号的衰减可用于监测药物释放行为。
附图说明
图1是近红外发光钛酸钙纳米纤维的XRD图谱；
图2是近红外发光钛酸钙纳米纤维的PL图；
图3是近红外发光钛酸钙纳米纤维的MTT测试结果图；
图4是近红外发光钛酸钙纳米纤维的TEM图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明方法作进一步详细说明。
（1）将0.8169g钛酸丁酯溶于6mL乙醇中，钛的摩尔浓度为0.2M；
（2）搅拌溶解后，向步骤（1）中滴加冰乙酸，乙醇和冰乙酸的体积比为3:1；
（3）搅拌状态下，向步骤（2）中滴加乙酰丙酮0.5mL；
（4）搅拌溶解后，向步骤（3）制得的钛酸丁酯溶液中加入0.5611g硝酸钙，得到溶液A；
（5）将0.2104g硝酸钕溶于20mL二甲基甲酰胺中，得到溶液B；
（6）搅拌状态下，向步骤（4）得到溶液A中滴加1mL溶液B，得到混合溶液C；
（7）搅拌溶解后，向步骤（6）制得的混合溶液C中滴加二甲基甲酰胺2mL，同时加入分子量为1300000聚乙烯吡咯烷酮0.39g，用于调节前驱体溶胶的粘度，搅拌4小时，得到稳定的透明溶胶；
（8）将步骤（7）配制的溶胶装入静电纺丝装置的注射器中，在静电作用下纺丝，静电纺丝的实验参数设置为：流速为0.5mL/h，外加静电压为9.8-10.8kV，收集距离为15cm，温度为25℃，湿度为40%；
（9）将步骤（8）中收集到的钛酸钙纳米纤维置于80℃烘箱内干燥12h，然后放入管式炉中以2℃/min的速率升温到700℃保温2h后自然冷却至室温取出。
得到近红外发光钛酸钙多孔纳米纤维的XRD图谱见图1，从图1观察到所获得的近红外发光钛酸钙多孔纳米纤维为正交纯相，具有良好的结晶性，稀土钕掺杂后并未引入杂相。
如图2所示，钛酸钙本身不发光，掺杂稀土钕后在氙灯800nm激发下产生很强的1072nm发射，当钕掺杂含量为1%时发光最强，可以保证组织穿透力，掺杂含量超过1%时，由于稀土离子浓度过大导致发光猝灭，故钕离子最佳掺杂含量为1%。
将钕掺杂含量为1%的近红外发光钛酸钙多孔纳米纤维以不同浓度置于培养基中，如图3所示，掺杂1%钕的钛酸钙纳米纤维的骨髓间质干细胞的MTT试验显示细胞培养一天后生长良好，表明掺杂1%钕的钛酸钙纳米纤维具有良好的生物相容性，有望应用于生物医学领域而不会产生细胞毒性。
图4是钛酸钙多孔纳米纤维的TEM图，由于电子束对实体和空隙的穿透力不同，从TEM图中可以观察出钛酸钙纳米纤维粗糙多孔的结构，多孔结构有利于存储药物分子，故具有近红外发光性能的钛酸钙多孔结构有望应用于光示踪药物释放体系。

Claims (2)

1.一种近红外发光钛酸钙多孔纳米纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将钛酸丁酯溶于乙醇中，钛的摩尔浓度约为0.2M；
（2）搅拌溶解后，向步骤（1）所得的混合溶液中滴加冰乙酸，乙醇和冰乙酸的体积比约为3:1；
（3）搅拌状态下，向步骤（2）所得的混合溶液中滴加乙酰丙酮，乙醇和乙酰丙酮的体积比约为12:1；
（4）搅拌溶解后，向步骤（3）所得的混合溶液中加入硝酸钙，使钛酸丁酯和硝酸钙的摩尔比约为1:0.99，得到钛酸丁酯和硝酸钙的混合溶液；
（5）将0.2104g硝酸钕溶于20mL二甲基甲酰胺中，得到硝酸钕的二甲基甲酰胺溶液；
（6）搅拌状态下，向步骤（4）制得的钛酸丁酯和硝酸钙的混合溶液中滴加步骤（5）制得的硝酸钕的二甲基甲酰胺溶液1mL，使钛酸丁酯、硝酸钙和硝酸钕的摩尔比约为1:0.99：0.01；
（7）搅拌溶解后，向步骤（6）制得的混合溶液中滴加二甲基甲酰胺2mL，同时加入分子量为1300000聚乙烯吡咯烷酮，使聚乙烯吡咯烷酮的摩尔浓度为0.025mM，搅拌4小时左右，得到稳定的透明溶胶；
（8）将步骤（7）配制的溶胶装入静电纺丝装置的注射器中，在静电作用下纺丝；
（9）将步骤（8）中收集到的钛酸钙纳米纤维置于80℃烘箱内干燥12h，然后放入管式炉中以2℃/min的速率升温到700℃保温2h后自然冷却至室温取出，得到近红外发光钛酸钙多孔纳米纤维。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（8）中纺丝的条件为：流速为0.5mL/h，外加静电压为9.8-10.8kV，收集距离为15cm，温度为25℃，湿度为40%。
CN201510457951.6A 2015-07-30 2015-07-30 近红外发光钛酸钙多孔纳米纤维的制备方法 Pending CN105063806A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510457951.6A CN105063806A (zh) 2015-07-30 2015-07-30 近红外发光钛酸钙多孔纳米纤维的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510457951.6A CN105063806A (zh) 2015-07-30 2015-07-30 近红外发光钛酸钙多孔纳米纤维的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105063806A true CN105063806A (zh) 2015-11-18

Family

ID=54493298

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510457951.6A Pending CN105063806A (zh) 2015-07-30 2015-07-30 近红外发光钛酸钙多孔纳米纤维的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105063806A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105803579A (zh) * 2016-04-06 2016-07-27 中国科学院深圳先进技术研究院 一种钛酸铜钙微纳米纤维及其制造方法
CN106381710A (zh) * 2016-09-28 2017-02-08 浙江大学 一种实现pH控释、NIR控释以及光监控药物释放的纳米纤维的制备方法
CN106544756A (zh) * 2016-10-13 2017-03-29 浙江大学 一种具有pH诱导与光学检测药物释放行为的上转化发光二氧化硅复合纤维的制备方法
CN106757479A (zh) * 2016-12-14 2017-05-31 天津工业大学 一种pet多孔发光纳米纤维的制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101422724A (zh) * 2008-11-25 2009-05-06 华中师范大学 多孔吸附材料的制备方法及应用
CN101693518A (zh) * 2009-10-14 2010-04-14 长春理工大学 一种制备二氧化铈与金纳米粒子复合纳米带的方法
CN103979937A (zh) * 2014-05-19 2014-08-13 河北工业大学 含稀土的铁尾矿远红外陶瓷材料及其制备方法
CN104357955A (zh) * 2014-10-28 2015-02-18 浙江大学 一维中空多孔结构钛酸钙纳米纤维的制备方法
CN104560041A (zh) * 2014-12-18 2015-04-29 华南理工大学 具备近红外长余辉和下转换荧光双模式生物成像材料及制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101422724A (zh) * 2008-11-25 2009-05-06 华中师范大学 多孔吸附材料的制备方法及应用
CN101693518A (zh) * 2009-10-14 2010-04-14 长春理工大学 一种制备二氧化铈与金纳米粒子复合纳米带的方法
CN103979937A (zh) * 2014-05-19 2014-08-13 河北工业大学 含稀土的铁尾矿远红外陶瓷材料及其制备方法
CN104357955A (zh) * 2014-10-28 2015-02-18 浙江大学 一维中空多孔结构钛酸钙纳米纤维的制备方法
CN104560041A (zh) * 2014-12-18 2015-04-29 华南理工大学 具备近红外长余辉和下转换荧光双模式生物成像材料及制备方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105803579A (zh) * 2016-04-06 2016-07-27 中国科学院深圳先进技术研究院 一种钛酸铜钙微纳米纤维及其制造方法
CN106381710A (zh) * 2016-09-28 2017-02-08 浙江大学 一种实现pH控释、NIR控释以及光监控药物释放的纳米纤维的制备方法
CN106544756A (zh) * 2016-10-13 2017-03-29 浙江大学 一种具有pH诱导与光学检测药物释放行为的上转化发光二氧化硅复合纤维的制备方法
CN106544756B (zh) * 2016-10-13 2018-12-14 浙江大学 一种具有pH诱导与光学检测药物释放行为的上转化发光二氧化硅复合纤维的制备方法
CN106757479A (zh) * 2016-12-14 2017-05-31 天津工业大学 一种pet多孔发光纳米纤维的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105063806A (zh) 近红外发光钛酸钙多孔纳米纤维的制备方法
CN104357955B (zh) 一维中空多孔结构钛酸钙纳米纤维的制备方法
CN106243376B (zh) 一种丝素蛋白纳米纤维多孔支架及其制备方法
JP2010520925A5 (zh)
CN101824160A (zh) 一种壳聚糖/聚乙烯醇/聚乳酸共混多孔膜的制备方法
CN111228484B (zh) 铜硅钙石的应用以及含有铜硅钙石的复合生物材料
CN102703977B (zh) 一种羟基磷灰石单晶纳米棒及其制备方法
Luo et al. Antibacterial, photothermal and stable Ag-titanium-oxo-clusters hydrogel designed for wound healing
CN103215037A (zh) 聚丙烯酸钠微球模板合成上转换荧光中空纳米球的方法
CN106753323A (zh) 具有上转换发光效应的CaF2:Yb,Er@SiO2复合纤维材料的制备方法
CN107419334A (zh) 一种晶体材料、其制备方法及作为激光晶体的应用
CN104629761A (zh) 一种钛酸钙上转换发光纳米颗粒及其制备方法
CN105238398A (zh) 一种稀土掺杂钛酸锶上转换发光纳米颗粒及其制备方法
CN107875453A (zh) 载药型静电纺丝引导组织再生膜的制备方法及其产品和应用
CN110882419A (zh) 一种自固化磷酸钙骨水泥支架及其制备方法和应用
CN104069543A (zh) 一种具有磁性功能的生物玻璃纳米纤维的制备方法
CN103789847A (zh) 一种复合纳米纤维材料的制备方法
CN105063805B (zh) 多孔结构钛酸钙纳米带的制备方法
CN102828271B (zh) 一种羟基磷灰石/pva纤维材料及其制备方法
CN105920680B (zh) 一种软组织工程多孔支架及其制备方法
CN108404223B (zh) 可分步降解的多功能高分子复合支架及其制备方法
CN106421914A (zh) 一种丝素纤维复合支架及其制备方法
CN112043865A (zh) 一种具有粘附性的锶羟基磷灰石和海藻酸钠复合可注射水凝胶及其制备方法和应用
CN111455562A (zh) 一种导热纤维膜的制备方法及其应用
CN106587645B (zh) 具有上转换发光效应的生物玻璃纤维材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20151118