一种基于谷氨酰胺修饰的二氧化钛合成方法与流程

1.本发明属于生物制药技术领域，具体为一种基于谷氨酰胺修饰的二氧化钛合成方法。


背景技术：

2.癌细胞具有“谷氨酰胺成瘾”的特性，它们会富集大量谷氨酰胺用于自身的快速生长，因此，尽管谷氨酰胺是机体内含量最丰富的氨基酸，在荷瘤机体常出现谷氨酰胺的缺乏，因此补充的谷氨酰胺会被快速运送到肿瘤组织中。尽管体外细胞研究显示，谷氨酰胺可以促进肿瘤细胞增殖，但体内研究结果与此相矛盾，含谷氨酰胺的肠外或肠内营养支持均未明显促进荷瘤宿主肿瘤生长，其原因可能是谷氨酰胺可以促进宿主正氮平衡，改善机体免疫，因此给荷瘤机体补充谷氨酰胺是安全的，谷氨酰胺代谢相关的研究也逐渐成为癌症治疗的新靶点和突破口。利用纳米二氧化钛低毒但可高效抑制侵袭迁移的能力来抑制肿瘤转移，利用谷氨酰胺对纳米二氧化钛进行修饰，但由于纳米二氧化钛晶格键能大，无法直接修饰。
3.为了解决上述问题，我们提出了一种基于谷氨酰胺修饰的二氧化钛合成方法。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于谷氨酰胺修饰的二氧化钛合成方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于谷氨酰胺修饰的二氧化钛合成方法，包括以下步骤：
6.s1、原料选取：提供进行谷氨酰胺修饰二氧化钛合成的原材料；
7.s2、制备混合溶液a：在原材料中选用钛酸丁酯、无水乙醇和乙酰丙酮在磁力搅拌器中进行混合，得到混合溶液a；
8.s3、制备混合溶液b：在原材料中选用无水乙醇、cu(no3)2水溶液和浓hcl在磁力搅拌器中进行混合，得到混合溶液b；
9.s4、制备溶胶：将混合溶液b缓慢滴加到混合溶液a中，得到颜色为绿色的溶胶；
10.s5、制备凝胶：将上述制备的溶胶放入磁力搅拌器中，将其充分混匀，静置陈化后得到湿的凝胶；
11.s6、制备干凝胶粉末：上述湿的凝胶在100℃下干燥12h后，研磨成粉末，将粉末在300℃下焙烧1h除去有机物，600℃下焙烧2h后自然冷却到室温，得到干凝胶粉末；
12.s7、修饰二氧化钛：将干凝胶粉末和谷氨酰胺混合并溶解在去离子水中，用0.1mol/l的naoh溶液调节ph至7，反应6h，完成谷氨酰胺对二氧化钛的修饰；
13.s8、分析二氧化钛：对谷氨酰胺修饰后的二氧化钛进行图像分析。
14.进一步优化本技术方案，所述s2中，混合溶液a的混合过程包括以下具体内容：取10ml的钛酸丁酯，投放在磁力搅拌器中，钛酸丁酯在磁力搅拌器的磁力搅拌下，与8.6ml的
无水乙醇和0.3ml的乙酰丙酮混合。
15.进一步优化本技术方案，所述s3中，混合溶液b的混合过程包括以下具体内容：在磁力搅拌器的磁力搅拌下将8.6ml的无水乙醇、1.3ml的质量浓度为2％的cu(no3)2水溶液和0.1ml的浓hcl混合均匀。
16.进一步优化本技术方案，所述s5中，溶胶混合均匀的时间为1h，溶胶静置陈化的温度选取室温条件。
17.进一步优化本技术方案，所述s6中，制得的干凝胶粉末为修饰有cu
2+
离子的二氧化钛粉体。
18.进一步优化本技术方案，所述s7中，用于溶解干凝胶粉末和谷氨酰胺的去离子水进行加热处理，加热范围在40-50℃。
19.进一步优化本技术方案，所述s8中，图像分析的方法包括sem图像分析法、xrd图像分析法、edx光谱图像分析法、紫外光谱图像分析法以及红外光谱图像分析法。
20.进一步优化本技术方案，所述sem图像分析法在对谷氨酰胺修饰的二氧化钛进行分析时，利用透射电子显微镜拍摄的照片可直观的观察纳米二氧化钛晶粒的大小、几何形状、均匀程度、团聚程度的微观情形。
21.进一步优化本技术方案，所述xrd图像分析法在对谷氨酰胺修饰的二氧化钛进行分析时，若掺铜二氧化钛的xrd图中衍射峰半峰宽变宽并且峰位发生偏移，说明铜离子已经掺入二氧化钛晶格中；所述edx光谱图像分析法在对谷氨酰胺修饰的二氧化钛进行分析时，通过使用带有x射线能谱仪的环境电子扫描显微镜并采用选区定量扫描分析方法完成元素含量测定。
22.进一步优化本技术方案，所述紫外光谱图像分析法和红外光谱图像分析法在对谷氨酰胺修饰的二氧化钛进行分析时，对二氧化钛的紫外可见光吸收光谱和红外可见光吸收光谱进行峰值分析。
23.与现有技术相比，本发明提供了一种基于谷氨酰胺修饰的二氧化钛合成方法，具备以下有益效果：
24.该基于谷氨酰胺修饰的二氧化钛合成方法，通过将铜离子掺杂到纳米颗粒晶格中，降低晶格稳定性和晶格能量，与谷氨酰胺在中性条件下反应得到修饰谷氨酰胺的纳米二氧化钛，从而实现用谷氨酰胺对纳米二氧化钛进行修饰，合成了谷氨酰胺-纳米二氧化钛，并对其进行紫外、红外、sem、edx、xrd表征进行验证。
附图说明
25.图1为本发明提出的一种基于谷氨酰胺修饰的二氧化钛合成方法的流程示意图；
26.图2为本发明提出的一种基于谷氨酰胺修饰的二氧化钛合成方法中的sem图像分析法观测修饰铜离子的纳米二氧化钛样品的表面样貌图片；
27.图3为本发明提出的一种基于谷氨酰胺修饰的二氧化钛合成方法中的sem图像分析法观测修饰谷氨酰胺的纳米二氧化钛样品的表面样貌图片。
具体实施方式
28.下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描
述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.实施例一：
30.请参阅图1，一种基于谷氨酰胺修饰的二氧化钛合成方法，包括以下步骤：
31.s1、原料选取：提供进行谷氨酰胺修饰二氧化钛合成的原材料；
32.s2、制备混合溶液a：在原材料中选用钛酸丁酯、无水乙醇和乙酰丙酮在磁力搅拌器中进行混合，得到混合溶液a；
33.s3、制备混合溶液b：在原材料中选用无水乙醇、cu(no3)2水溶液和浓hcl在磁力搅拌器中进行混合，得到混合溶液b；
34.s4、制备溶胶：将混合溶液b缓慢滴加到混合溶液a中，得到颜色为绿色的溶胶；
35.s5、制备凝胶：将上述制备的溶胶放入磁力搅拌器中，将其充分混匀，静置陈化后得到湿的凝胶；
36.s6、制备干凝胶粉末：上述湿的凝胶在100℃下干燥12h后，研磨成粉末，将粉末在300℃下焙烧1h除去有机物，600℃下焙烧2h后自然冷却到室温，得到干凝胶粉末；
37.s7、修饰二氧化钛：将干凝胶粉末和谷氨酰胺混合并溶解在去离子水中，用0.1mol/l的naoh溶液调节ph至7，反应6h，完成谷氨酰胺对二氧化钛的修饰；
38.s8、分析二氧化钛：对谷氨酰胺修饰后的二氧化钛进行图像分析。
39.具体的，所述s2中，混合溶液a的混合过程包括以下具体内容：取10ml的钛酸丁酯，投放在磁力搅拌器中，钛酸丁酯在磁力搅拌器的磁力搅拌下，与8.6ml的无水乙醇和0.3ml的乙酰丙酮混合。
40.具体的，所述s3中，混合溶液b的混合过程包括以下具体内容：在磁力搅拌器的磁力搅拌下将8.6ml的无水乙醇、1.3ml的质量浓度为2％的cu(no3)2水溶液和0.1ml的浓hcl混合均匀。
41.具体的，所述s5中，溶胶混合均匀的时间为1h，溶胶静置陈化的温度选取室温条件。
42.具体的，所述s6中，制得的干凝胶粉末为修饰有cu
2+
离子的二氧化钛粉体。
43.具体的，所述s7中，用于溶解干凝胶粉末和谷氨酰胺的去离子水进行加热处理，加热范围在40-50℃。
44.具体的，所述s8中，图像分析的方法包括sem图像分析法、xrd图像分析法、edx光谱图像分析法、紫外光谱图像分析法以及红外光谱图像分析法。
45.具体的，所述sem图像分析法在对谷氨酰胺修饰的二氧化钛进行分析时，利用透射电子显微镜拍摄的照片可直观的观察纳米二氧化钛晶粒的大小、几何形状、均匀程度、团聚程度的微观情形。
46.具体的，所述xrd图像分析法在对谷氨酰胺修饰的二氧化钛进行分析时，若掺铜二氧化钛的xrd图中衍射峰半峰宽变宽并且峰位发生偏移，说明铜离子已经掺入二氧化钛晶格中；所述edx光谱图像分析法在对谷氨酰胺修饰的二氧化钛进行分析时，通过使用带有x射线能谱仪的环境电子扫描显微镜并采用选区定量扫描分析方法完成元素含量测定。
47.具体的，所述紫外光谱图像分析法和红外光谱图像分析法在对谷氨酰胺修饰的二
氧化钛进行分析时，对二氧化钛的紫外可见光吸收光谱和红外可见光吸收光谱进行峰值分析。
48.实施例二：
49.采用实施例一中所述的基于谷氨酰胺修饰的二氧化钛合成方法，对合成的二氧化钛进行sem图像分析法、xrd图像分析法、edx光谱图像分析法、紫外光谱图像分析法以及红外光谱图像分析法的分析。
50.sem图像分析法：如图2所示，利用透射电子显微镜拍摄的照片可直观的观察铜离子修饰的纳米二氧化钛晶粒的大小、几何形状、均匀程度、团聚程度等微观情形，该样品晶粒呈不规则矩形，其分散性良好。如图3所示，谷氨酰胺修饰所得产物的sem结果，形态与图2相比发生改变，大部分颗粒呈立方体型，立方体表面负载有微小球状颗粒，有部分团聚现象。
51.xrd光谱图像分析法：二氧化钛和cu/二氧化钛的粒径按谢乐公式计算，分别为29nm和24～25nm。在掺铜二氧化钛的xrd图与纯二氧化钛的xrd图可以看出，掺铜二氧化钛的xrd图中衍射峰半峰宽变宽并且峰位发生偏移，说明铜离子已经掺入二氧化钛晶格中。
52.edx光谱图像分析法：通过使用带有x射线能谱仪的环境电子扫描显微镜并采用选区定量扫描分析方法完成元素含量测定。
53.紫外光谱图像分析法以及红外光谱图像分析法：铜掺二氧化钛样品是一个宽吸收带，在400～800nm之间。在3425cm-1
附近的红外吸收对应h-n和o-h的伸缩振动，1705cm-1
处的吸收峰归属于c＝o键的伸缩振动。掺铜的二氧化钛的吸收振动峰值位于500～520cm-1
之间，此区间内的振动峰为ti—o键振动峰。复合粒子经纯化后样品在3425、1705cm-1
等处存在明显的谷氨酰胺的特征吸收谱带，充分说明有部分谷氨酰胺分子已修饰到cu/二氧化钛纳米粒子表面。
54.本发明的有益效果是：该基于谷氨酰胺修饰的二氧化钛合成方法，通过将铜离子掺杂到纳米颗粒晶格中，降低晶格稳定性和晶格能量，与谷氨酰胺在中性条件下反应得到修饰谷氨酰胺的纳米二氧化钛，从而实现用谷氨酰胺对纳米二氧化钛进行修饰，合成了谷氨酰胺-纳米二氧化钛，并对其进行紫外、红外、sem、edx、xrd表征进行验证。
55.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
56.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。