CN105194669A - 用于抗菌抑癌的Ca2YREF7@TiO2纳米复合粉的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明用于抗菌抑癌的Ca₂YREF₇TiO₂纳米复合粉的制备方法，涉及抗肿瘤药，是一种两步水热合成二氧化钛包覆的稀土离子掺杂氟化钇钙复合纳米粉的方法，步骤是：制备稀土离子掺杂氟化钇钙的上转换纳米颗粒粉体；制备有核壳结构的Ca₂YREF₇TiO₂纳米复合粉。本发明克服了现有技术制备上转换二氧化钛复合粉的方法存在的上转换效率降低、制备过程繁琐、生产周期加长和成本增加的缺陷。

Description

用于抗菌抑癌的Ca2YREF7TiO2纳米复合粉的制备方法

技术领域

本发明的技术方案涉及抗肿瘤药，具体地说是用于抗菌抑癌的Ca₂YREF₇TiO₂纳米复合粉的制备方法。

背景技术

恶性肿瘤是威胁人类健康的常见病和多发病。目前，对恶性肿瘤的治疗主要是采用放疗、化疗和手术切除等方法，其副作用大，疗效差。因此，发展诊断治疗癌症的新方法和新技术成了世界所关心的课题。在众多的新诊断治疗手段中，光动力学疗法(photodynamictherapy，PDT)是一种新型有效的治疗肿瘤的方法，它是一种利用光敏剂选择性地被肿瘤组织摄取，然后在一定波长光照下发生光动力反应，并产生以活性氧物质(reactiveoxygenspecies，ROS)为主的中间活性物质来杀伤肿瘤细胞的治疗方法。PDT的生物机制是以化学机制为基础的，主要通过三种途径杀伤肿瘤细胞：1)PDT生成的ROS成分能够直接杀死肿瘤细胞(诱导细胞凋亡或坏死)；2)PDT能够激活机体的抗肿瘤免疫反应，诱发肿瘤细胞死亡；3)PDT通过作用于肿瘤组织的周围血管，损伤与肿瘤相关的脉管系统造成血管封闭，使肿瘤组织因缺氧和营养枯竭而缺血性死亡。PDT有若干潜在的优势：相对的非侵入性治疗，可以准确定位目标肿瘤组织，无总剂量限制可以重复给药，整个治疗过程不会或只带来很小的疤痕，操作相对方便并且副作用很小等。

由此可知，PDT最大特点就是利用光敏剂接受光照后产生一系列化学反应来消灭癌细胞，但是在发现光敏剂TiO₂之前，能够进行临床应用的光敏剂少之又少，临床依然经常使用血卟啉衍生物(hematoporphyrinderivative，HPD)，当光照HPD后，虽然能对癌细胞有很强的杀伤力，但是HPD很难制得。而光敏剂TiO₂以其稳定性佳、催化活性强、无毒性和成本低廉的特点，成为最具有前途的抗癌光敏剂之一，被广泛应用于抗肿瘤研究。其优点在于：1)除了紫外光(hυ≥3.2eV)以外不需要其它的外界能量；2)TiO₂能够在大范围的表面物上产生活性氧等组分能对癌细胞内外的有机物质产生强氧化作用，从而有效地杀伤癌细胞；3)TiO₂颗粒能够被正常组织内的巨噬细胞所吞噬；4)不会引起白细胞减少等副作用。然而存在的问题是：当TiO₂的禁带宽度达到了3.2ev，也就是只有小于387.5nm的紫外光波才可以激发，使其产生光催化作用。目前，对于体内肿瘤的治疗需要用紫外光光纤针作为介导的治疗方法，这给对紫外光过敏的患者带来了众多不便。为此，研究人员正对怎么使TiO₂的光响应范围增加的课题进行着大量的研究工作，并希望可以通过上转换的形式将近红外光用于TiO₂的光催化能量。其研究方向是对纳米TiO₂抗癌光敏剂进行修饰，研制复合纳米TiO₂抗癌光敏剂，以提高TiO₂光敏剂对光的利用率以及对癌细胞的选择性杀伤作用。上转换荧光材料可以吸收低能量的近红外线光子并转化发射出高能量的紫外线光子，如稀土离子对共掺杂的氟化物在980nm的近红外光激发下，就可以发出能够光敏TiO₂的紫外光。这种上转换敏化的方法，尤其在光动力治疗癌症方面有着光明的前景。因为这种方法可以在人体外部施加穿透力强且对基体几乎没有损伤的近红外线，当泵浦光到达上转换纳米TiO₂复合粉所在的病灶部位时，可以上转换为紫外线而被TiO₂吸收利用，达到抗菌抑癌的作用。

但是，现有技术制备此类上转换二氧化钛复合粉的方法一般是用高温固相法、水热合成法、微乳液法或溶胶凝胶法中的两种不同的方法组合来制备。在上述制备纳米粉体的方法中，除了新型的水热合成法，传统的制备方法均存在操作过程繁琐、参数不易控制、生产周期长、产物纯度低、杂质难去除和需要高温煅烧的一系列的缺点。例如，CN103480397A中就涉及了高温固相法+微乳液法或水解法制备此类功能复合粉，其中就需要高温固相烧结制备NaYF₄晶体、对NaYF₄晶体进行酸蚀去除氧化物杂质、添加分散剂对其表面改性、对复合粉高温煅烧等过程。另外，目前制备出的稀土上转换氟化物纳米颗粒本身属于非极性颗粒，在极性溶剂内分散性差，在TiO₂将其包裹前往往需进行预处理，即在其表面预先包覆上极性无机氧化物或高分子聚合物等对其表面改性，例如，CN103623852A中就使用了SiO₂对NaYF₄进行表面包覆改性，这使得上转换效率降低、制备过程繁琐、生产周期加长和成本增加。再者，汤艳娜的博士论文《TiO₂NaYF₄:Y，Tm核壳结构红外光催化材料的设计、制备及其光催化性质的研究》中考虑到了上转换发光粉的添加量对TiO₂包覆层的影响，但没有考虑到水热反应体系的pH值对TiO₂包覆层的影响，也没有解决现有技术中的上转换效率降低、制备过程繁琐、生产周期加长和成本增加的缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供用于抗菌抑癌的Ca₂YREF₇TiO₂纳米复合粉的制备方法，该方法是一种两步水热合成二氧化钛包覆的稀土离子掺杂氟化钇钙复合纳米粉的方法，克服了现有技术制备上转换二氧化钛复合粉的方法存在的上转换效率降低、制备过程繁琐、生产周期加长和成本增加的缺陷。

本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：用于抗菌抑癌的Ca₂YREF₇TiO₂纳米复合粉的制备方法，是一种两步水热合成二氧化钛包覆的稀土离子掺杂氟化钇钙复合纳米粉的方法，步骤如下：

上述化学分子式Ca₂YREF₇TiO₂的中文名称为二氧化钛包覆稀土离子掺杂氟化钇钙，其中，“RE”为稀土元素离子Tm、Ho或Er中的1～3种和Yb，“”表示后者对前者的包覆，

第一步，制备稀土离子掺杂氟化钇钙的上转换纳米颗粒粉体：

(1)将RE的氯化物、Y的氯化物、CaCl₂、聚乙烯吡咯烷酮(以下简称PVP)加入到去离子水中，充分搅拌后得到溶液A，其中，RE的氯化物和Y的氯化物的总摩尔浓度为2～3×10^-3mol/mL，CaCl₂的浓度为8.88g/L，PVP的浓度为1g/L，Tm、Er、Ho、Yb和Y的摩尔量占总稀土摩尔量的百分比分别为0％～0.8％、0％～2％、0％～1.4％、20％～40％和58％～79.8％；

(2)将NH₄F溶于去离子水，得到浓度为51.8g/L的溶液B；

(3)将上述溶液B滴加入上述溶液A中，并充分搅拌2h，得到混合反应体系C，其中，溶液B与溶液A的体积比为4∶1；

(4)将上述混合反应体系C盛入反应釜，放入马弗炉后，加热到160～200℃，并保温8～18h，其中，混合反应体系C所占反应釜的体积百分数为67％；

(5)保温结束后，进行离心分离出固体物，该固体物分别用无水乙醇和去离子水超声洗涤3min后，再鼓风干燥，然后研磨至颗粒间无明显粘连成为粉体；

(6)将上述研磨后的粉体盛入陶瓷方舟后，放入管式烧结炉，在氩气保护气氛和400～600℃温度条件下保温2h，制得到稀土离子掺杂氟化钇钙的上转换纳米颗粒粉体。

第二步，制备有核壳结构的Ca₂YREF₇TiO₂纳米复合粉：

(1)将乙酰丙酮加入到无水乙醇中，滴加盐酸调节溶液的pH值至0.2～5，搅拌中滴加钛酸丁酯，搅拌均匀后得到溶液D，其中，乙酰丙酮在无水乙醇中的体积百分数为5％，钛酸丁酯体在无水乙醇中的体积百分数为1～3％；

(2)配制含有体积百分数为83.33％无水乙醇的水溶液E；

(3)将上述溶液E逐滴滴加进上述溶液D后，添加第一步制得的稀土离子掺杂氟化钇钙的上转换纳米颗粒粉体，充分搅拌2h后，超声分散20min，得到混合反应体系F，其中，溶液D与溶液E的体积比为3.56∶1，稀土离子掺杂氟化钇钙的上转换纳米颗粒粉体与钛酸丁酯的摩尔比为0.044～0.176∶1；

(4)将上述混合反应体系F盛入反应釜，混合反应体系F所占反应釜的体积百分数为68.5％，而后放入马弗炉，加热到120～135℃，并保温4～9h；

(5)将上述(4)保温后的混合反应体系F离心分离，分别用无水乙醇和去离子水超声洗涤3min后，鼓风干燥，再将其研磨至颗粒间无明显粘连，得到复合粉体G；

(6)将上述(5)得到的复合粉G盛入陶瓷方舟，放入马弗炉，在350℃～400℃温度下保温2h后，制得有核壳结构的Ca₂YREF₇TiO₂纳米复合粉，即用于抗菌抑癌的Ca₂YREF₇TiO₂纳米复合粉。

上述用于抗菌抑癌的Ca₂YREF₇TiO₂纳米复合粉的制备方法，所述第一步(4)中优选加热到180℃，并保温12h。

上述用于抗菌抑癌的Ca₂YREF₇TiO₂纳米复合粉的制备方法，所述第一步(6)中优选在氩气保护气氛和500℃温度条件下保温2h。

上述用于抗菌抑癌的Ca₂YREF₇TiO₂纳米复合粉的制备方法，所述第二步(1)中优选钛酸丁酯体在无水乙醇中的体积百分数为1.96％。

上述用于抗菌抑癌的Ca₂YREF₇TiO₂纳米复合粉的制备方法，所涉及的原料和设备均通过公知途径获得，所涉及的工艺操作方法是本领域技术人员所能掌握的。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明的突出的实质性特点和显著进步如下：

(1)本发明采用“两步水热合成方法”，即在水热合成稀土离子掺杂氟化钇钙的上转换纳米颗粒粉体的基础上，通过调节酸性环境下的pH值和添加不同量的上转换氟化钇钙纳米粉来建立新的水热合成体系，并在此体系实现了控制纳米TiO₂光触媒的包裹层厚度，得到了厚度层可控的二氧化钛包覆的稀土离子掺杂氟化钇钙复合纳米粉。

(2)稀土离子掺杂氟化钇钙的上转换纳米颗粒使用水热合成法，合成的粒径大小为40～50nm，尺寸较大，且具备纯度高、单分散性好、形貌规整和粒径均一的优点。另外，Y³⁺进入CaF₂晶格内，进一步提高了转换二氧化钛复合粉的上转换效率，并且RE³⁺更容易取代Y³⁺的位置，使得的RE³⁺掺杂量可以得到精确控制。

(3)Ca₂YREF₇TiO₂复合纳米粉使用水热合成法，能够控制产物组分的配比，即通过调节在酸性环境下的pH值和Ca₂YREF₇的加入量来控制包裹层的厚度，生成了厚度为0.6nm～5.6nm的TiO₂包覆层，得到了高纯度、高结晶度和均匀完整的多组份结晶粉体。

(4)本发明方法制得的Ca₂YREF₇TiO₂复合纳米粉，在实现近红外-紫外上转换的同时，紫外光敏化TiO₂，使其在近红外线下具备良好的抗菌或抑癌作用，在980nm近红外灯的照射下，对甲基橙溶液的降解率达到了52.7％～93.3％，对大肠杆菌的最小抑菌浓度(MIC)为200～700ppm，对乳腺癌、胰腺癌、直肠腺癌等细胞的杀灭率可达23.2％～62.0％，显示出了优良的杀菌抑癌功能。

(5)本发明方法在包裹TiO₂过程中，直接通过改变水热反应体系的pH值来改善氟化钇钙纳米颗粒的分散性，简化了制备过程，缩短了生产周期、提高了上转发光效率、降低了成本。

(6)本发明方法还具有所需设备简单、操作简便、制备过程可控、煅烧温度低和产物纯度高的优点。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明实例1的稀土离子掺杂氟化钇钙的上转换纳米颗粒粉体的扫描电镜图片。

图2为本发明实例1的稀土离子掺杂氟化钇钙的上转换纳米颗粒粉体的X射线衍射分析图。

图3为本发明实例1的稀土离子掺杂氟化钇钙的上转换纳米颗粒粉体的近红外光谱分析图。

图4为本发明实例1的稀土离子掺杂氟化钇钙的上转换纳米颗粒粉体的荧光光谱分析图。

图5为本发明实例1的Ca₂YREF₇TiO₂纳米复合粉的扫描电镜图片。

图6为本发明实例1的Ca₂YREF₇TiO₂纳米复合粉的X射线衍射分析图。

图7为本发明实例1的Ca₂YREF₇TiO₂纳米复合粉的荧光光谱分析图。

图8为本发明实例1的Ca₂YREF₇TiO₂纳米复合粉体的紫外吸收光谱分析图。

图9为本发明实例1的Ca₂YREF₇TiO₂纳米复合粉的透射电镜图片。

图10为本发明实例1的Ca₂YREF₇TiO₂纳米复合粉的能谱分析图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的具体方案做进一步的描述。但是，所使用的具体方案、配方和说明并不是对本发明的限制。

实施例1-9

本实施例是用于抗菌抑癌的Ca₂YTmYbF₇TiO₂纳米复合粉的制备方法，步骤如下：

第一步，制备稀土离子掺杂氟化钇钙的上转换纳米颗粒粉体：

(1)将Tm的氯化物、Yb的氯化物和Y的氯化物、CaCl₂、PVP加入到去离子水中，充分搅拌后得到溶液A，其中，Tm的氯化物的摩尔浓度为1×10^-5mol/mL，Yb的氯化物的摩尔浓度为5×10^-4mol/mL和Y的氯化物的摩尔浓度为2×10^-3mol/mL，CaCl₂的浓度为8.88g/L，PVP的浓度为1g/L；

(2)将NH₄F溶于去离子水，得到浓度为51.8g/L的溶液B；

(3)将上述溶液B滴加入所述溶液A中，并充分搅拌2h，得到混合反应体系C，其中，溶液B与溶液A的体积比为4∶1；

(4)将上述混合反应体系C盛入反应釜，放入马弗炉后，加热到180℃，并保温12h，其中，混合反应体系C所占反应釜的体积百分数为67％；

(5)保温结束后，进行离心分离出固体物，该固体物分别用无水乙醇和去离子水超声洗涤3min后，再鼓风干燥，然后研磨至颗粒间无明显粘连成为粉体；

(6)将上述研磨后的粉体盛入陶瓷方舟后，放入管式烧结炉，在氩气保护气氛和500℃温度条件下保温2h，制得到稀土离子掺杂氟化钇钙的上转换纳米颗粒粉体。

第二步，制备有核壳结构的Ca₂YREF₇TiO₂纳米复合粉：

(1)将乙酰丙酮加入到无水乙醇中，滴加盐酸调节溶液的pH值见表1，搅拌中滴加钛酸丁酯，搅拌均匀后得到溶液D，其中，乙酰丙酮在无水乙醇中的体积百分数为5％，钛酸丁酯体在无水乙醇中的体积百分数为1.96％；

(2)配制含有体积百分数为83.33％无水乙醇的水溶液E；

(3)将上述溶液E逐滴滴加进溶液D后，添加第一步制得的稀土离子掺杂氟化钇钙的上转换纳米颗粒粉体，充分搅拌2h后，超声分散20min，得到混合反应体系F，其中，溶液D与溶液E的体积比为3.56∶1，稀土离子掺杂氟化钇钙的上转换纳米颗粒粉体与钛酸丁酯的摩尔比见表1；

(4)将上述混合反应体系F盛入反应釜，混合反应体系F所占反应釜的体积百分数为68.5％，而后放入马弗炉，加热到的温度见表1，保温时间见表1；

(5)将上述(4)保温后的混合反应体系F离心分离，分别用无水乙醇和去离子水超声洗涤3min后，鼓风干燥，再将其研磨至颗粒间无明显粘连，得到复合粉体G；

(6)将上述(5)得到的复合粉G盛入陶瓷方舟，放入马弗炉，在表1中所列出的温度下保温2h后，制得有核壳结构的Ca₂YREF₇TiO₂纳米复合粉，即用于抗菌抑癌的Ca₂YREF₇TiO₂纳米复合粉。

表1还列出了上述实施例制得的用于抗菌抑癌的Ca₂YREF₇TiO₂纳米复合粉的一些相关影响因子及4益效果的参数。

表1.实施例1-9中的一些工艺参数和一些相关影响因子及有益效果的参数

表1中的近红外灯下甲基橙溶液的降解率的实施过程如下：

首先测出在450nm波长光激发下，不同浓度甲基橙溶液的吸光度，拟合后吸光度(Y)对浓度(X)的直线为：Y＝0.015X+0.08。把275W硬质红外线灯安置在含有上述实施例制得的用于抗菌抑癌的Ca₂YREF₇TiO₂纳米复合粉的浓度为15mg/L的甲基橙溶液的上方10cm处，该Ca₂YREF₇TiO₂复合纳米粉超声分散后的浓度为3mg/mL。通过利用DNM-9602型酶标分析仪，调节激发波长为450nm，简单快捷的检测出甲基橙溶液经过10h红外光照后的平均吸光度。根据公式：η_降＝(c₀-c)/c₀(c₀：甲基橙溶液的起始浓度；c：甲基橙溶液的当前浓度)，计算出甲基橙溶液的降解率。

表1中的检测MIC值的实施过程为：

实验中将有不同浓度上述实施例制得的用于抗菌抑癌的Ca₂YREF₇TiO₂复合纳米粉抗菌剂的大肠杆菌菌悬液，在水浴和近红外灯照射下培养一段时间后，观察菌悬液的浊度，从而判断纳米TiO₂的抗菌能力。根据日本JISZ2801-2000标准：即该抗菌剂具有良好抗菌能力的最小抑菌浓度要小于800ppm，即800μg/mL。

实验步骤如下：

(1)将实验所用到的玻璃仪器全部放入高压灭菌锅中，在1.0MPa下灭菌处理30min，放入超净台内待用；

(2)配制液体培养基；

(3)用接种针刮少许大肠杆菌，接种到150mL的液体培养基中，在37℃条件下水浴恒温培养36h，直至液体培养基呈凝胶状浑浊；

(4)配制固体培养基：称量6.5g的琼脂添加到剩余650mL的液体培养基内，放在电炉上加热，使之溶解后，冷却到室温后放入冰箱待用；

(5)取接种后的液体菌悬液1mL于玻璃管内，逐级稀释10⁴、10⁵、10⁶、10⁷和10⁸倍，各取0.5mL加入到培养皿中，再向其中加入少量的固体培养基，用涂物棒摊匀，凝固后在远红外干燥箱内30℃培养；

(6)通过平板计数法计算出培养皿内的菌落数，从而推算出原液体菌悬液的菌浓度，稀释菌悬液到1×10⁵～2×10⁵cuf/mL备用；

(7)分别配制上述实施例制得的用于抗菌抑癌的Ca₂YREF₇TiO₂复合纳米粉抗菌剂的浓度为700μg/mL、600μg/mL、500μg/mL、400μg/mL、300μg/mL、200μg/mL的抗菌液；

(8)取上述(7)制得的抗菌液及空白样各2mL，再分别与2mL菌悬液混和，每组实验做三个平行，将样品在紫外灯照射、37℃水浴条件下，恒温培养24h；

(9)在每一级添加由上述(8)制得的有不同浓度的复合粉抗菌剂的菌悬液中，如果低一级菌悬液变浑浊而本身没有变浑浊，则该浓度即为纳米TiO₂抗菌剂的MIC值。

表1中的检测近红外灯下胰腺癌细胞的杀灭率的实施过程为：

用电子天平精确称量2.0mg上述实施例制得的用于抗菌抑癌的Ca₂YREF₇TiO₂复合纳米粉，于蒸汽灭菌器内加热2h灭菌，加入2mL培养基后密封，母液质量浓度为1.0mg/mL。使用漩涡振荡器初步混悬，之后用移液枪吹匀。试验设立5个剂量组，以IMDM细胞培养液对母液进行不同比例的稀释，各组的终浓度分别为25μg/mL、50μg/mL、l00μg/mL、150μg/mL、200μg/mL，用时混悬、吹匀；

将CFPAC-1细胞(胰腺癌细胞，1.5×10⁴个/mL)接种于96孔板，每孔100mL，共3板，在37℃、5％(V/V)CO₂培养箱中培养，待细胞完全贴壁后，缓慢加入10mL复合粉悬液，各浓度复合粉组每一浓度均设6个重复孔，对照组各孔中只加入同个数细胞及同量培养液，各组均置于37℃、5％(V/V)CO₂培养箱中培养；

将静置2h的96孔培养板取出，用275W红外灯在其上方20cm处照射2h，置回培养箱培养24h后取出，每孔加入20mL的MTS溶液，重新置回培养箱继续孵育2h。最终使用酶标仪于490nm波长测定每个孔吸光度(OD)。以细胞相对抑制率作为上述实施例制得的用于抗菌抑癌的Ca2YREF7TiO2复合纳米粉对细胞活性影响的评价指标，其计算公式为：

图1为上述实例1的稀土离子掺杂氟化钇钙的上转换纳米颗粒粉体的扫描电镜图片，该图表明本实施例所制得的颗粒粉体形貌规整，平均尺寸在55.5nm。

图2为上述明实例1的稀土离子掺杂氟化钇钙的上转换纳米颗粒粉体的X射线衍射分析图，该图表明所得颗粒粉体相组成为纯(CaY)F₂相。

图3为上述明实例1的稀土离子掺杂氟化钇钙的上转换纳米颗粒粉体的近红外光谱分析图，该图表明所得颗粒粉体在980nm波长处有较大近红外吸收峰，说明其激发泵浦源可以选择980nm近红外光。

图4为上述明实例1的稀土离子掺杂氟化钇钙的上转换纳米颗粒粉体的荧光光谱分析图，该图表明该颗粒粉体具有明显的近红外-紫外上转换效应，且上转换峰值为360nm。

图5为上述明实例1的Ca₂YREF₇TiO₂纳米复合粉的扫描电镜图片，该图表明所得复合粉由大量纳米团簇复合物、纳米(CaY)F₂及少量的单分散纳米TiO₂组成。

图6为上述明实例1的Ca₂YREF₇TiO₂纳米复合粉的X射线衍射分析图，该图进一步验证了该复合粉的相组成为大量的(CaY)F₂相和少量的TiO₂相。

图7为上述明实例1的Ca₂YREF₇TiO₂纳米复合粉的荧光光谱分析图，该图表明980nm近红外光激发下，该复合粉没有上转换来的360nm的紫外发射峰，图8为该复合粉的紫外吸收光谱分析图，显示在波长小于380nm后，该复合粉对紫外光有吸收作用，吸收峰在300nm左右，这说明(CaY)F₂相已经被TiO₂相包覆。

图9为上述明实例1的Ca₂YREF₇TiO₂纳米复合粉的透射电镜图片，通过该图可以看到(CaY)F₂相已经被TiO₂相包覆，且通过晶面间距可以计算出正方晶系的晶面夹角，从而确定壳层为锐钛矿相。

图10为上述明实例1的Ca₂YREF₇TiO₂纳米复合粉的能谱分析图，该图显示了该复合粉中各元素的组成。

实施例10-18

除所用Tm的氯化物的摩尔浓度为6.5×10^-6mol/mL，Yb的氯化物的摩尔浓度为5×10^-4mol/mL和Y的氯化物的摩尔浓度为1.99×10^-3mol/mL之外，其他同实施例1-9。

表2列出了上述实施例制得的用于抗菌抑癌的Ca₂YREF₇TiO₂纳米复合粉的一些相关影响因子及有益效果的参数。

表2.实施例10-18中的一些相关影响因子及有益效果的参数

实施例19-27

除所用Tm的氯化物的摩尔浓度为1.1×10^-6mol/mL，Yb的氯化物的摩尔浓度为5×10^-4mol/mL和Y的氯化物的摩尔浓度为1.989×10^-3mol/mL之外，其他同实施例1-9。

表3列出了上述实施例制得的用于抗菌抑癌的Ca₂YREF₇TiO₂纳米复合粉的一些相关影响因子及有益效果的参数。

表3.实施例19-27中的一些相关影响因子及有益效果的参数

实施例28-36

除所用Tm的氯化物的摩尔浓度为1×10^-5mol/mL、Yb的氯化物的摩尔浓度为4.25×10^-4mol/mL和Y的氯化物的摩尔浓度为1.8×10^-3mol/mL之外，其他同实施例1-9。

上述实施例制得的用于抗菌抑癌的Ca₂YREF₇TiO₂纳米复合粉的一些相关影响因子的具体参数分别依照次序与实施例1-9一一对应，表4则列出了其一些有益效果的参数。

表4.实施例28-36中的一些有益效果的参数

实施例37-45

除所用Tm的氯化物的摩尔浓度为1×10^-5mol/mL、Yb的氯化物的摩尔浓度为7.5×10^-4mol/mL和Y的氯化物的摩尔浓度为1.74×10^-3mol/mL之外，其他同实施例1-9。

上述实施例制得的用于抗菌抑癌的Ca₂YREF₇TiO₂纳米复合粉的一些相关影响因子的具体参数分别依照次序与实施例1-9一一对应，表5则列出了其一些有益效果的参数。

表5.实施例37-45中的一些有益效果的参数

实施例46-54

除所用Tm的氯化物的摩尔浓度为2×10^-5mol/mL、Yb的氯化物的摩尔浓度为5×10^-4mol/mL和Y的氯化物的摩尔浓度为1.98×10^-3mol/mL之外，其他同实施例1-9。

上述实施例制得的用于抗菌抑癌的Ca₂YREF₇TiO₂纳米复合粉的一些相关影响因子的具体参数分别依照次序与实施例1-9一一对应，表6则列出了其一些有益效果的参数。

表6.实施例46-54中的一些有益效果的参数

实施例55-63

除所用Tm的氯化物的摩尔浓度为3.5×10^-5mol/mL、Yb的氯化物的摩尔浓度为5×10^-4mol/mL和Y的氯化物的摩尔浓度为1.965×10^-3mol/mL之外，其他同实施例1-9。

上述实施例制得的用于抗菌抑癌的Ca₂YREF₇TiO₂纳米复合粉的一些相关影响因子的具体参数分别依照次序与实施例1-9一一对应，表7则列出了其一些有益效果的参数。

表7.实施例55-63中的一些有益效果的参数

实施例64-72

除RE为Er和Yb，所用Er的氯化物的摩尔浓度为5×10^-5mol/mL、Yb的氯化物的摩尔浓度为5×10^-4mol/mL和Y的氯化物的摩尔浓度为1.95×10^-3mol/mL之外，其他同实施例1-9。上述实施例制得的用于抗菌抑癌的Ca₂YREF₇TiO₂纳米复合粉的一些相关影响因子的具体参数分别依照次序与实施例1-9一一对应，表8则列出了其一些有益效果的参数。

表8.实施例64-72中的一些有益效果的参数

实施例73-81

除RE为Ho和Yb，所用Ho的氯化物的摩尔浓度为1.5×10^-5mol/mL、Yb的氯化物的摩尔浓度为5×10^-4mol/mL和Y的氯化物的摩尔浓度为1.985×10^-3mol/mL之外，其他同实施例1-9。上述实施例制得的用于抗菌抑癌的Ca₂YREF₇TiO₂纳米复合粉的一些相关影响因子的具体参数分别依照次序与实施例1-9一一对应，表9则列出了其一些有益效果的参数。

表9.实施例73-81中的一些有益效果的参数

实施例82-90

除RE为Ho和Yb，所用Ho的氯化物的摩尔浓度为2.5×10^-5mol/mL、Yb的氯化物的摩尔浓度为5×10^-4mol/mL和Y的氯化物的摩尔浓度为1.975×10^-3mol/mL之外，其他同实施例1-9。上述实施例制得的用于抗菌抑癌的Ca₂YREF₇TiO₂纳米复合粉的一些相关影响因子的具体参数分别依照次序与实施例1-9一一对应，表10则列出了其一些有益效果的参数。

表10.实施例82-90中的一些有益效果的参数

实施例91-99

除RE为Ho和Yb，所用Ho的氯化物的摩尔浓度为1.5×10^-5mol/mL、Yb的氯化物的摩尔浓度为5×10^-4mol/mL和Y的氯化物的摩尔浓度为1.985×10^-3mol/mL之外，其他同实施例1-9。上述实施例制得的用于抗菌抑癌的Ca₂YREF₇TiO₂纳米复合粉的一些相关影响因子的具体参数分别依照次序与实施例1-9一一对应，表11则列出了其一些有益效果的参数。

表11.实施例91-99中的一些有益效果的参数

实施例100-108

除RE为Er、Ho和Yb，所用Er的氯化物的摩尔浓度为2.5×10^-5mol/mL、Ho的氯化物的摩尔浓度为2.5×10^-5mol/mL、Yb的氯化物的摩尔浓度为7.5×10^-4mol/mL和Y的氯化物的摩尔浓度为1.7×10^-3mol/mL之外，其他同实施例1-9。上述实施例制得的用于抗菌抑癌的Ca₂YREF₇TiO₂纳米复合粉的一些相关影响因子的具体参数分别依照次序与实施例1-9一一对应，表12则列出了其一些有益效果的参数。

表12.实施例100-108中的一些有益效果的参数

实施例109-117

除RE为Tm、Er、Ho和Yb，所用Tm的氯化物的摩尔浓度为1×10^-5mol/mL，Er的氯化物的摩尔浓度为2×10^-5mol/mL、Ho的氯化物的摩尔浓度为2×10^-5mol/mL、Yb的氯化物的摩尔浓度为7.5×10^-4mol/mL和Y的氯化物的摩尔浓度为1.7×10^-3mol/mL之外，其他同实施例1-9。上述实施例制得的用于抗菌抑癌的Ca₂YREF₇TiO₂纳米复合粉的一些相关影响因子的具体参数分别依照次序与实施例1-9一一对应，表13则列出了其一些有益效果的参数。

表13.实施例109-117中的一些有益效果的参数

上述实施例中所涉及的原料和设备均通过公知途径获得，所涉及的工艺操作方法是本领域技术人员所能掌握的。

Claims (4)

1.用于抗菌抑癌的Ca₂YREF₇TiO₂纳米复合粉的制备方法，其特征在于：所述制备方法是一种两步水热合成二氧化钛包覆的稀土离子掺杂氟化钇钙复合纳米粉的方法，步骤如下：

上述化学分子式Ca₂YREF₇TiO₂的中文名称为二氧化钛包覆稀土离子掺杂氟化钇钙，其中，“RE”为稀土元素离子Tm、Ho或Er中的1～3种和Yb，“”表示后者对前者的包覆，

第一步，制备稀土离子掺杂氟化钇钙的上转换纳米颗粒粉体：

(1)将RE的氯化物、Y的氯化物、CaCl₂、聚乙烯吡咯烷酮(以下简称PVP)加入到去离子水中，充分搅拌后得到溶液A，其中，RE的氯化物和Y的氯化物的总摩尔浓度为2～3×10^-3mol/mL，CaCl₂的浓度为8.88g/L，PVP的浓度为1g/L，Tm、Er、Ho、Yb和Y的摩尔量占总稀土摩尔量的百分比分别为0％～0.8％、0％～2％、0％～1.4％、20％～40％和58％～79.8％；

(2)将NH₄F溶于去离子水，得到浓度为51.8g/L的溶液B；

(3)将上述溶液B滴加入上述溶液A中，并充分搅拌2h，得到混合反应体系C，其中，溶液B与溶液A的体积比为4∶1；

(4)将上述混合反应体系C盛入反应釜，放入马弗炉后，加热到160～200℃，并保温8～18h，其中，混合反应体系C所占反应釜的体积百分数为67％；

(5)保温结束后，进行离心分离出固体物，该固体物分别用无水乙醇和去离子水超声洗涤3min后，再鼓风干燥，然后研磨至颗粒间无明显粘连成为粉体；

(6)将上述研磨后的粉体盛入陶瓷方舟后，放入管式烧结炉，在氩气保护气氛和400～600℃温度条件下保温2h，制得到稀土离子掺杂氟化钇钙的上转换纳米颗粒粉体。

第二步，制备有核壳结构的Ca₂YREF₇TiO₂纳米复合粉：

(1)将乙酰丙酮加入到无水乙醇中，滴加盐酸调节溶液的pH值至0.2～5，搅拌中滴加钛酸丁酯，搅拌均匀后得到溶液D，其中，乙酰丙酮在无水乙醇中的体积百分数为5％，钛酸丁酯体在无水乙醇中的体积百分数为1～3％；

(2)配制含有体积百分数为83.33％无水乙醇的水溶液E；

(3)将上述溶液E逐滴滴加进上述溶液D后，添加第一步制得的稀土离子掺杂氟化钇钙的上转换纳米颗粒粉体，充分搅拌2h后，超声分散20min，得到混合反应体系F，其中，溶液D与溶液E的体积比为3.56∶1，稀土离子掺杂氟化钇钙的上转换纳米颗粒粉体与钛酸丁酯的摩尔比为0.044～0.176∶1；

(4)将上述混合反应体系F盛入反应釜，混合反应体系F所占反应釜的体积百分数为68.5％，而后放入马弗炉，加热到120～135℃，并保温4～9h；

(5)将上述(4)保温后的混合反应体系F离心分离，分别用无水乙醇和去离子水超声洗涤3min后，鼓风干燥，再将其研磨至颗粒间无明显粘连，得到复合粉体G；

(6)将上述(5)得到的复合粉G盛入陶瓷方舟，放入马弗炉，在350℃～400℃温度下保温2h后，制得有核壳结构的Ca₂YREF₇TiO₂纳米复合粉，即用于抗菌抑癌的Ca₂YREF₇TiO₂纳米复合粉。

2.根据权利要求1所述用于抗菌抑癌的Ca₂YREF₇TiO₂纳米复合粉的制备方法，其特征在于：所述第一步(4)中加热到180℃，并保温12h。

3.根据权利要求1所述用于抗菌抑癌的Ca₂YREF₇TiO₂纳米复合粉的制备方法，其特征在于：所述第一步(6)中在氩气保护气氛和500℃温度条件下保温2h。

4.根据权利要求1所述用于抗菌抑癌的Ca₂YREF₇TiO₂纳米复合粉的制备方法，其特征在于：所述第二步(1)中钛酸丁酯体在无水乙醇中的体积百分数为1.96％。