专利名称：纳米羟基磷灰石的制备方法
纳米羟基磷灰石的制备方法技术领域
本发明属于纳米材料技术领域，尤其涉及一种纳米羟基磷灰石的制备方法。
技术背景
丝素蛋白是一种自然界中广泛存在的结构蛋白，可从家蚕丝纤维中提取，不仅来源充足、提取方法简单，而且具有良好的生物相容性、生物可降解性、良好的力学性能和良好的对细胞的粘附、扩增和分化作用，是一种发展前景良好的有机基质材料。丝素蛋白可制备成溶液、薄膜、多孔支架、凝胶等多种形式，在生物医学领域具有良好的应用前景。
羟基磷灰石(Hydroxyapatite，HA, Ca10(PO4)6(OH)2)是微溶于水的弱碱性磷酸钙盐，属于六方晶系，是一类具有良好生物活性、生物相容性和吸附性能的无机材料。在生物体内，羟基磷灰石由于与少量胶原、壳聚糖等有机基质发生特殊结合，形成了诱导性更好、 与基质性质不同的无机/有机复合材料，生物体内的羟基磷灰石不仅具有特殊的机械性能、光学性能以及复杂的形貌，而且在生物矿化过程中，生物体能从纳米到微米级的尺度上对羟基磷灰石的矿化过程进行精确的控制。近年来，有关仿生矿化的研究十分引人注目，其主要原因不仅在于该领域处于生命科学与无机化学、生物物理学与材料科学的交汇点，具有明显的学科交叉与渗透的特点，更为重要的是它为人工合成具有独特精美形貌的晶体材料和生物智能材料提供了新的思路，而且合成过程中能耗较低，符合材料科学绿色环保的要求，是目前材料学研究的热点之
羟基磷灰石纳米级颗粒或微球在医学、药学、涂料等多个领域有着广泛且重要的用途。目前已有多种成熟技术可制备生产不同结构和形貌的羟基磷灰石粉末，但是大部分技术都存在能耗高、制备条件苛刻、制备得到的羟基磷灰石粉末尺寸分布大、均勻性较差等问题。生物仿生技术的发展给羟基磷灰石粉体的制备带来了新的发展机遇，利用生物仿生技术，可以在常温、常压、水溶液体系中获得尺寸形貌均一的羟基磷灰石产品，从而有效提高产品质量，降低能耗。
现有技术公开了多种利用仿生技术制备羟基磷灰石纳米颗粒的报道，如 Thachepan S等研究者2010年发表在“NAN0SCALE”的文献“Mesoscale crystallization of calcium phosphate nanostructures in protein(casein)micelles，，中指出，利用蛋白质胶束做模板可以调控羟基磷灰石的纳米结构和形貌；RiVera-MimoZ，EM等研究者2011年发表在“JOURNAL OF NAN0SCIENCE AND NAN0TECHN0L0GY”的文献“Growth of Hydroxyapatite Nanoparticles on Silica Gels”中指出，利用硅胶做模板，可以控制羟基磷灰石的形貌，但上述方法所需原料价格昂贵且不适合于规模化生产。
申请号为CN201010618923. 5的中国专利文献公开了一种羟基磷灰石/丝素蛋白复合材料，首先将硝酸钙溶液和硅酸钠溶液混合反应，将反应物煅烧后得到硅灰石；再将丝素蛋白溶于熔融的硝酸钙中，形成SF-Ca(NO3)2溶液；将硅灰石粉体溶于水中形成悬浮液后滴加SF-Ca(NO3)2溶液，得到羟基磷灰石/丝素蛋白复合材料，但是，该方法得到的复合材料分散性较差；Lin Niu等研究者2010年发表在Journal of Nanomaterials的文献"A Novel Nanocomposite Particle of Hydroxyapatite and Silk Fibroin :Biomimetic Synthesis and Its Biocompatibility，，，Chunquan Fan 等 2010 年发表在"J Mater Sci" ^ Κ"Facile fabrication of nano-hydroxyapatite/silk fibroin composite via a simplified coprecipitation route”均公开了以丝素蛋白为模板制备羟基磷灰石的方法，但其得到的羟基磷灰石的结构和形貌不可控，且分散性较差，极易团聚，无法均勻分散在水溶液中，严重阻碍了羟基磷灰石的进一步应用。发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种纳米羟基磷灰石的制备方法， 本发明提供的制备方法能够可得到尺寸均一、分散性较好的纳米羟基磷灰石。
本发明提供了一种纳米羟基磷灰石的制备方法，包括以下步骤
将丝素蛋白水溶液密封培育后，得到丝素蛋白纳米球水溶液；
将所述丝素蛋白纳米球水溶液与磷酸根源和钙源混合，反应后得到纳米羟基磷灰石。
优选的，所述丝素蛋白水溶液的质量浓度为0. 001% 20%。
优选的，所述密封培育的温度为0°C 90°C，所述密封培育的时间为0. 5h 96h。
优选的，所述丝素蛋白纳米球水溶液的质量浓度为 20%。
优选的，所述磷酸根源为磷酸、磷酸钠或磷酸钙。
优选的，所述钙源为氢氧化钙或硝酸钙。
优选的，所述反应的温度为50°C 80°C。
本发明还提供了一种纳米羟基磷灰石的制备方法，包括以下步骤
a)将丝素蛋白水溶液在静电场下处理，得到丝素蛋白纳米球凝胶；
b)将所述步骤a)得到的丝素蛋白纳米球凝胶与磷酸根源和钙源混合，反应后得到纳米羟基磷灰石。
优选的，所述静电场的电场强度为1. 0X102V/m 1. OX 105V/m。
优选的，所述步骤a)具体包括
al)将丝素蛋白水溶液密封培育，得到丝素蛋白纳米球水溶液；
a2)将所述丝素蛋白纳米球水溶液在静电场下处理，得到丝素蛋白纳米球凝胶。
与现有技术相比，本发明首先将丝素蛋白水溶液密封培育，得到丝素蛋白纳米球水溶液；然后以该丝素蛋白纳米球水溶液为模板，在丝素蛋白纳米球表面合成纳米羟基磷灰石，丝素蛋白与羟基磷灰石相互作用，不仅能够抑制羟基磷灰石的团聚，而且能够通过控制丝素蛋白水溶液的浓度获得尺寸和形貌可控的纳米羟基磷灰石。本发明提供的制备方法无需使用有毒溶剂、制备方法简单、条件温和可控，不会破坏丝素蛋白的二级结构，能够获得尺寸和形貌可控的丝素蛋白纳米球，从而获得尺寸和形貌可控的纳米羟基磷灰石；丝素蛋白和纳米羟基磷灰石相互作用，可以实现对羟基磷灰石晶体生长和聚集行为的控制，获得能够稳定存在的纳米羟基磷灰石乳液；将所述乳液离心、洗涤、干燥后得到的纳米羟基磷灰石颗粒可再次分散于水中，不会形成团聚，有利于纳米羟基磷灰石的进一步利用。
图1为本发明实施例提供的丝素蛋白纳米球溶液的原子力显微镜分析谱图；图2为本发明实施例提供的丝素蛋白纳米球溶液的红外光谱图；图3为本发明实施例提供的纳米羟基磷灰石的扫描电镜照片；图4为本发明实施例提供的纳米羟基磷灰石的红外谱图；图5为本发明实施例提供的纳米羟基磷灰石的粒径分布图。
具体实施例方式本发明提供了一种纳米羟基磷灰石的制备方法，包括以下步骤将丝素蛋白水溶液密封培育后，得到丝素蛋白纳米球水溶液；将所述丝素蛋白纳米球水溶液与磷酸根源和钙源混合，反应后得到纳米羟基磷灰石。本发明首先将丝素蛋白水溶液密封培育，得到丝素蛋白纳米球水溶液；然后以该丝素蛋白纳米球水溶液为模板，在丝素蛋白纳米球表面合成纳米羟基磷灰石，丝素蛋白与羟基磷灰石相互作用，不仅能够抑制羟基磷灰石的团聚，而且能够通过控制丝素蛋白水溶液的浓度获得尺寸和形貌可控的纳米羟基磷灰石。本发明首先将丝素蛋白水溶液密封培育，得到丝素蛋白纳米球水溶液。所述丝素蛋白水溶液优选按照以下方法制备将蚕丝在碳酸钠溶液中进行处理，得到丝素蛋白；将所述丝素蛋白溶于溶剂中，然后在水溶液中进行透析，得到丝素蛋白水溶液。将蚕丝在碳酸钠溶液中进行处理，将蚕丝外部的丝胶蛋白除去，得到丝素蛋白。所述碳酸钠溶液的质量浓度优选为0. 1%，更优选为0. 3% 0. 8%;所述处理的温度优选为80°C 120°C，更优选为90°C 110°C ；所述处理的时间优选为40min 80min，更优选为50min 70min ；所述处理具体为煮制，在煮制过程中，蚕丝外部的丝胶蛋白与碳酸钠发生反应，从而与丝素蛋白分离，得到丝素蛋白。处理完毕后，使用去离子水反复冲洗得到的产物，然后在60°C下干燥得到丝素蛋白。得到丝素蛋白后，将所述丝素蛋白溶于溶剂中，然后装在透析袋中在去离子水中进行透析，得到丝素蛋白水溶液。所述溶剂优选为溴化锂溶液或者由氯化钙、水和乙醇组成的溶剂。透析时间优选为3天 4天，透析期间每隔池换一次水，得到丝素蛋白水溶液。在本发明中，所述丝素蛋白水溶液的质量浓度优选为0. 001 % 20 %，更优选为 0.01% 15%，最优选为0. 10%。将所述丝素蛋白水溶液密封培育时，丝素蛋白自组装成为纳米球，得到丝素蛋白纳米球水溶液，所述密封培育的温度优选为0°c 90°C，更优选为51 851，最优选为 10°C 80°C ；所述密封培育的时间优选为0. 5h 96h，更优选为Ih 90h，最优选为池 80h。在本发明中，可以根据丝素蛋白水溶液的浓度决定密封培育的温度和时间，从而控制得到的丝素蛋白纳米球的直径，如当丝素蛋白水溶液浓度为 20%时，培育温度优选为10°c 90°C，培育时间优选为池 96h，可得到直径为20nm 60nm的丝素蛋白纳米球；当丝素蛋白水溶液浓度为0. 001% 时，培育温度优选为0°C 60°C，培育时间优选为0. 5h 80h，可得到直径为IOnm 40nm的丝素蛋白纳米球。
得到丝素蛋白纳米球水溶液后，以该水溶液作为模板溶液合成纳米羟基磷灰石， 即将所述丝素蛋白纳米球水溶液与磷酸根源和钙源混合，反应后得到纳米羟基磷灰石，具体包括以下步骤将所述丝素蛋白纳米球水溶液分散于磷酸根源水溶液中，得到混合溶液，将所述混合溶液加入到钙源水溶液中，反应后得到羟基磷灰石乳液；将所述羟基磷灰石乳液分离、洗涤、干燥后得到纳米羟基磷灰石。在本发明中，所述丝素蛋白纳米球水溶液的质量浓度优选为1 % 20 %，更优选为2% 15%，最优选为3% 10% ；当得到的丝素蛋白纳米球水溶液浓度较低时，在合成纳米羟基磷灰石时，可以将所述丝素蛋白纳米球水溶液调整为上述浓度。将所述丝素蛋白纳米球水溶液分散于磷酸根源水溶液中，得到混合溶液；所述磷酸根源优选为磷酸、磷酸钠或磷酸钙，更优选为磷酸；所述磷酸根源中磷的摩尔浓度优选为 0. 01mol/L 0. lmol/L,更优选为 0. 02mol/L 0. 08mol/L。将所述混合溶液与钙源水溶液混合，所述磷酸根源与所述钙源发生反应，在丝素蛋白纳米球颗粒表面形成羟基磷灰石晶体，从而得到羟基磷灰石乳液；所述钙源优选为氢氧化钙或硝酸钙，更优选为氢氧化钙；所述反应的温度优选为50°C 80°C，更优选为 60 70 。在本发明中，所述丝素蛋白与得到的羟基磷灰石的质量比优选为3 7 9 1， 更优选为4 6 8 2，最优选为4 5 7 3。在所述羟基磷灰石乳液中，丝素蛋白和其表面的羟基磷灰石晶体能够相互作用， 羟基磷灰石能够分散在丝素蛋白高分子网络中，从而抑制羟基磷灰石的团聚，使得所述羟基磷灰石乳液能够在水中稳定存在，有利于羟基磷灰石在其他乳液中的均勻分散，获得质量稳定的复合材料。得到羟基磷灰石乳液后，将所述乳液分离、洗涤、干燥后即可得到纳米羟基磷灰石。所述分离优选为离心分离，离心分离时的转速优选为IOOOOrpm以上，更优选为 IlOOOrpm以上；所述洗涤优选为用水进行洗涤，洗涤次数优选为3次以上；所述干燥优选为
真空干燥。得到纳米羟基磷灰石，对所述纳米羟基磷灰石进行电镜扫描，结果表明其颗粒均勻、尺寸均一。另外，控制所述丝素蛋白水溶液的质量浓度，可得到尺寸可控的纳米羟基磷灰石。得到纳米羟基磷灰石后，将其再次分散于水中，分散性能良好，不会形成团聚。本发明制备得到的纳米羟基磷灰石颗粒均勻，可作为涂料的填充物，也可以作为组织修复材料或药物载体等用于生物医学领域。将本发明得到的纳米羟基磷灰石均勻分散于基质中，可得到质量稳定的骨骼或牙齿修复材料。本发明首先将丝素蛋白水溶液密封培育，得到丝素蛋白纳米球水溶液；然后以该丝素蛋白纳米球水溶液为模板，在丝素蛋白纳米球表面合成纳米羟基磷灰石，丝素蛋白与羟基磷灰石相互作用，不仅能够抑制羟基磷灰石的团聚，而且能够通过控制丝素蛋白水溶液的浓度获得尺寸和形貌可控的纳米羟基磷灰石。本发明提供的制备方法无需使用有毒溶剂、制备方法简单、条件温和可控，不会破坏丝素蛋白的二级结构，能够获得尺寸和形貌可控的丝素蛋白纳米球，从而获得尺寸和形貌可控的纳米羟基磷灰石；丝素蛋白和纳米羟基磷灰石相互作用，可以实现对羟基磷灰石晶体生长和聚集行为的控制，获得能够稳定存在的纳米羟基磷灰石乳液；将所述乳液离心、洗涤、干燥后得到的纳米羟基磷灰石颗粒可再次分散于水中，不会形成团聚，有利于纳米羟基磷灰石的进一步利用。本发明还提供了一种纳米羟基磷灰石的制备方法，包括以下步骤a)将丝素蛋白水溶液在静电场下处理，得到丝素蛋白纳米球凝胶；b)将所述步骤a)得到的丝素蛋白纳米球凝胶与磷酸根源和钙源混合，反应后得到纳米羟基磷灰石。在该技术方案中，使丝素蛋白水溶液在静电场作用下发生自组装，得到丝素蛋白纳米球凝胶，以该丝素蛋白纳米球凝胶作为模板制备分散性能良好、尺寸和形貌可控的羟基纳米磷灰石。在该技术方案中，除了对丝素蛋白水溶液采用静电场处理，得到丝素蛋白纳米球凝胶外，其他，如丝素蛋白水溶液的浓度、磷酸根源、钙源等，均与上述技术方案相同。本发明将丝素蛋白水溶液置于静电场中进行处理，丝素蛋白在静电场作用下自组装，形成丝素蛋白纳米球凝胶。在本发明中，所述静电场的电场强度优选为1.0X102V/m 1.0X 105V/m,更优选为 1. 5X 102V/m 0. 5X 105V/m,最优选为 2. OX 102V/m 0. 1 X IO5V/ m ；所述处理时间优选为IOmin 30min，更优选为15min 20min。所述丝素蛋白纳米球凝胶中，所述丝素蛋白纳米球的直径与丝素蛋白水溶液的浓度、经电场场强及处理时间有关，可得到直径为50nm 2000nm的丝素蛋白纳米球凝胶。在本发明中，为了使得到的丝素蛋白纳米球粒径更为均勻，在对丝素蛋白进行静电场处理之前，优选对所述丝素蛋白水溶液进行密封培育，即制备丝素蛋白模板的步骤优选包括以下步骤al)将丝素蛋白水溶液密封培育，得到丝素蛋白纳米球水溶液；a2)将所述丝素蛋白纳米球水溶液在静电场下处理，得到丝素蛋白纳米球凝胶。所述丝素蛋白水溶液的质量浓度优选为0. 20%，更优选为0.5% 15%，最优选为 10% ；所述密封培育的温度优选为10°C 90°C，更优选为20°C 80°C，最优选为30°C 70°C ；所述密封培育的时间优选为0. 5h 48h，更优选为Ih 45h。本发明首先将丝素蛋白水溶液进行静电场处理，得到丝素蛋白纳米球凝胶；然后以该丝素蛋白纳米球凝胶为模板，在丝素蛋白纳米球表面合成纳米羟基磷灰石，丝素蛋白与羟基磷灰石相互作用，不仅能够抑制羟基磷灰石的团聚，而且能够通过控制丝素蛋白水溶液的浓度获得尺寸和形貌可控的纳米羟基磷灰石。本发明提供的制备方法无需使用有毒溶剂、制备方法简单、条件温和可控，不会破坏丝素蛋白的二级结构，能够获得尺寸和形貌可控的丝素蛋白纳米球，从而获得尺寸和形貌可控的纳米羟基磷灰石；丝素蛋白和纳米羟基磷灰石相互作用，可以实现对羟基磷灰石晶体生长和聚集行为的控制，获得能够稳定存在的纳米羟基磷灰石乳液；将所述乳液离心、洗涤、干燥后得到的纳米羟基磷灰石颗粒可再次分散于水中，不会形成团聚，有利于纳米羟基磷灰石的进一步利用。为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的纳米羟基磷灰石的制备方法进行详细描述。实施例1将蚕丝在质量浓度为0. 5%的Na2CO3溶液中100°C煮60min，去除蚕丝外部的丝胶蛋白；使用去离子水冲洗得到的产物，重复3次，60°C干燥后得到丝素蛋白；
将27克丝素蛋白溶于IOOmL溴化锂溶液中，将得到的丝素蛋白溶液装在透析袋浸在去离子水中透析3天，期间每两小时换一次水，得到纯净的丝素蛋白溶液，其质量浓度为 5. 9% ；将所述丝素蛋白溶液在60°C下密封培育12小时，获得丝素蛋白纳米球溶液，所述丝素蛋白纳米球的直径为30 50纳米；对所述丝素蛋白纳米球溶液进行原子力显微镜分析和红外光谱分析，结果参见图 1和图2，图1为本发明实施例提供的丝素蛋白纳米球溶液的原子力显微镜分析谱图，图2 为本发明实施例提供的丝素蛋白纳米球溶液的红外光谱图，由图1和图2可知，本发明得到了丝素蛋白纳米球。将所述丝素蛋白纳米球溶液分散在磷酸根离子浓度为0. 06mol/L的磷酸水溶液中得到混合溶液，并调整丝素蛋白与合成后的羟基磷灰石质量比为6 4;量取20mL所述混合溶液盛放在烧杯中，以180mL/60min的速度将所述混合溶液滴加到氢氧化钙水溶液中，获得羟基磷灰石乳液；将所述羟基磷灰石乳液在室温下放置，其可稳定存在；将所述乳液离心、洗涤、干燥后，得到纳米羟基磷灰石颗粒。对所述羟基磷灰石颗粒进行电镜扫描、红外光谱分析和粒径分析，结果参见图3、 图4和图5，图3为本发明实施例提供的纳米羟基磷灰石的扫描电镜照片，图4为本发明实施例提供的纳米羟基磷灰石的红外谱图，图5为本发明实施例提供的纳米羟基磷灰石的粒径分布图，由图3、图4和图5可知，本发明制备得到了颗粒均勻、尺寸均一、分散的纳米羟基磷灰石。将所述纳米羟基磷灰石颗粒再次分散于水中，分散性能良好，不会形成团聚。实施例2将蚕丝在质量浓度为0. 5%的Na2CO3溶液中100°C煮60min，去除蚕丝外部的丝胶蛋白；使用去离子水冲洗得到的产物，重复3次，60°C干燥后得到丝素蛋白；将27克丝素蛋白溶于IOOmL溴化锂溶液中，将得到的丝素蛋白溶液装在透析袋浸在去离子水中透析3天，期间每两小时换一次水，得到纯净的丝素蛋白溶液，其质量浓度为 5. 9% ；将所述丝素蛋白溶液在90°C下密封培育4小时，获得丝素蛋白纳米球溶液，所述丝素蛋白纳米球的直径为20 40纳米；对所述丝素蛋白纳米球溶液进行原子力显微镜分析和红外光谱分析，结果表明， 本发明得到了丝素蛋白纳米球。将所述丝素蛋白纳米球溶液分散在磷酸根离子浓度为0. 06mol/L的磷酸水溶液中得到混合溶液，并调整丝素蛋白与合成后的羟基磷灰石质量比为8 2;量取20mL所述混合溶液盛放在烧杯中，以180mL/60min的速度将所述混合溶液滴加到氢氧化钙水溶液中，获得羟基磷灰石乳液，将所述羟基磷灰石乳液在室温下放置，其可稳定存在；将所述乳液离心、洗涤、干燥后，得到纳米羟基磷灰石颗粒。对所述羟基磷灰石颗粒进行电镜扫描、红外光谱分析和粒径分析，结果表明，本发明制备得到了颗粒均勻、尺寸均一、分散的纳米羟基磷灰石。将所述纳米羟基磷灰石颗粒再次分散于水中，分散性能良好，不会形成团聚。实施例3将蚕丝在质量浓度为0. 5%的Na2CO3溶液中100°C煮60min，去除蚕丝外部的丝胶蛋白；使用去离子水冲洗得到的产物，重复3次，60°C干燥后得到丝素蛋白；将27克丝素蛋白溶于IOOmL溴化锂溶液中，将得到的丝素蛋白溶液装在透析袋浸在去离子水中透析3天，期间每两小时换一次水，得到纯净的丝素蛋白溶液，其质量浓度为 5.9%，将所述丝素蛋白溶液的浓度调整为2% ；将所述丝素蛋白溶液在20°C下密封培育86小时，获得丝素蛋白纳米球溶液，所述丝素蛋白纳米球的直径为40 60纳米；对所述丝素蛋白纳米球溶液进行原子力显微镜分析和红外光谱分析，结果表明， 本发明得到了丝素蛋白纳米球。将所述丝素蛋白纳米球溶液分散在磷酸根离子浓度为0. 06mol/L的磷酸水溶液中得到混合溶液，并调整丝素蛋白与合成后的羟基磷灰石质量比为4 6;量取20mL所述混合溶液盛放在烧杯中，以180mL/60min的速度将所述混合溶液滴加到氢氧化钙水溶液中，获得羟基磷灰石乳液，将所述羟基磷灰石乳液在室温下放置，其可稳定存在；将所述乳液离心、洗涤、干燥后，得到纳米羟基磷灰石颗粒。对所述羟基磷灰石颗粒进行电镜扫描、红外光谱分析和粒径分析，结果表明，本发明制备得到了颗粒均勻、尺寸均一、分散的纳米羟基磷灰石。将所述纳米羟基磷灰石颗粒再次分散于水中，分散性能良好，不会形成团聚。实施例4将蚕丝在质量浓度为0. 5%的Na2CO3溶液中100°C煮60min，去除蚕丝外部的丝胶蛋白；使用去离子水冲洗得到的产物，重复3次，60°C干燥后得到丝素蛋白；将0. 3克丝素蛋白溶于IOOmL溴化锂溶液中，将得到的丝素蛋白溶液装在透析袋浸在去离子水中透析3天，期间每两小时换一次水，得到纯净的丝素蛋白溶液，其质量浓度约为0. 05% ；将所述丝素蛋白溶液在10°C下密封培育48小时，获得丝素蛋白纳米球溶液，所述丝素蛋白纳米球的直径为20 40纳米；对所述丝素蛋白纳米球溶液进行原子力显微镜分析和红外光谱分析，结果表明， 本发明得到了丝素蛋白纳米球。将所述丝素蛋白纳米球溶液分散在磷酸根离子浓度为0. 06mol/L的磷酸水溶液中得到混合溶液，并调整丝素蛋白与合成后的羟基磷灰石质量比为6 4;量取20mL所述混合溶液盛放在烧杯中，以180mL/60min的速度将所述混合溶液滴加到氢氧化钙水溶液中，获得羟基磷灰石乳液，将所述羟基磷灰石乳液在室温下放置，其可稳定存在；将所述乳液离心、洗涤、干燥后，得到纳米羟基磷灰石颗粒。对所述羟基磷灰石颗粒进行电镜扫描、红外光谱分析和粒径分析，结果表明，本发明制备得到了颗粒均勻、尺寸均一、分散的纳米羟基磷灰石。将所述纳米羟基磷灰石颗粒再次分散于水中，分散性能良好，不会形成团聚。实施例5将蚕丝在质量浓度为0. 5%的Na2CO3溶液中100°C煮60min，去除蚕丝外部的丝胶蛋白；使用去离子水冲洗得到的产物，重复3次，60°C干燥后得到丝素蛋白；将3克丝素蛋白溶于IOOmL溴化锂溶液中，将得到的丝素蛋白溶液装在透析袋浸在去离子水中透析3天，期间每两小时换一次水，得到纯净的丝素蛋白溶液，其质量浓度约为 0. 6% ；将所述丝素蛋白溶液在5°C下密封培育2小时，获得丝素蛋白纳米球溶液，所述丝素蛋白纳米球的直径为10 40纳米；对所述丝素蛋白纳米球溶液进行原子力显微镜分析和红外光谱分析，结果表明， 本发明得到了丝素蛋白纳米球。将所述丝素蛋白纳米球溶液分散在磷酸根离子浓度为0. 06mol/L的磷酸水溶液中得到混合溶液，并调整丝素蛋白与合成后的羟基磷灰石质量比为8 2;量取20mL所述混合溶液盛放在烧杯中，以180mL/60min的速度将所述混合溶液滴加到氢氧化钙水溶液中，获得羟基磷灰石乳液，将所述羟基磷灰石乳液在室温下放置，其可稳定存在；将所述乳液离心、洗涤、干燥后，得到纳米羟基磷灰石颗粒。对所述羟基磷灰石颗粒进行电镜扫描、红外光谱分析和粒径分析，结果表明，本发明制备得到了颗粒均勻、尺寸均一、分散的纳米羟基磷灰石。将所述纳米羟基磷灰石颗粒再次分散于水中，分散性能良好，不会形成团聚。实施例6将蚕丝在质量浓度为0. 5%的Na2CO3溶液中100°C煮60min，去除蚕丝外部的丝胶蛋白；使用去离子水冲洗得到的产物，重复3次，60°C干燥后得到丝素蛋白；将1克丝素蛋白溶于IOmL由摩尔比为1 6 2的氯化钙、水和乙醇形成的溶液中，将得到的丝素蛋白溶液装在透析袋浸在去离子水中透析4天，期间每两小时换一次水， 得到纯净的丝素蛋白溶液，其质量浓度为2% ；将15mL所述丝素蛋白溶液装在安装有电极的容器中，接通电源通30V的电压，构建场强为IX 103v/m的定向电场，通电15分钟，形成丝素蛋白类凝胶，其由直径在50 500 纳米的丝素蛋白纳米球组成；将所述丝素蛋白类凝胶分散在磷酸根离子浓度为0. 06mol/L的磷酸水溶液中得到混合溶液，并调整丝素蛋白与合成后的羟基磷灰石质量比为3 7 ；量取20mL所述混合溶液盛放在烧杯中，以180mL/60min的速度将所述混合溶液滴加到氢氧化钙水溶液中，获得羟基磷灰石乳液，将所述羟基磷灰石乳液在室温下放置，其可稳定存在；将所述乳液离心、洗涤、干燥后，得到纳米羟基磷灰石颗粒。对所述羟基磷灰石颗粒进行电镜扫描、红外光谱分析和粒径分析，结果表明，本发明制备得到了颗粒均勻、尺寸均一、分散的纳米羟基磷灰石。将所述纳米羟基磷灰石颗粒再次分散于水中，分散性能良好，不会形成团聚。实施例7将蚕丝在质量浓度为0. 5%的Na2CO3溶液中100°C煮60min，去除蚕丝外部的丝胶蛋白；使用去离子水冲洗得到的产物，重复3次，60°C干燥后得到丝素蛋白；将27克丝素蛋白溶于IOOmL溴化锂溶液中，将得到的丝素蛋白溶液装在透析袋浸在去离子水中透析3天，期间每两小时换一次水，得到纯净的丝素蛋白溶液，其质量浓度约为 5. 9% ；将所述丝素蛋白溶液在60°C下密封培育M小时，将15mL所述培育后的丝素蛋白溶液装在安装有电极的容器中，接通电源通20V的电压，构建场强为5X102V/m的定向电场，通电10分钟，形成丝素蛋白类凝胶，其由直径在100 2000纳米的丝素蛋白纳米球组成；将所述丝素蛋白类凝胶分散在磷酸根离子浓度为0. 06mol/L的磷酸水溶液中得到混合溶液，并调整丝素蛋白与合成后的羟基磷灰石质量比为7 3;量取20mL所述混合溶液盛放在烧杯中，以180mL/60min的速度将所述混合溶液滴加到氢氧化钙水溶液中，获得羟基磷灰石乳液，将所述羟基磷灰石乳液在室温下放置，其可稳定存在；将所述乳液离心、洗涤、干燥后，得到纳米羟基磷灰石颗粒。对所述羟基磷灰石颗粒进行电镜扫描、红外光谱分析和粒径分析，结果表明，本发明制备得到了颗粒均勻、尺寸均一、分散的纳米羟基磷灰石。将所述纳米羟基磷灰石颗粒再次分散于水中，分散性能良好，不会形成团聚。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种纳米羟基磷灰石的制备方法，包括以下步骤 将丝素蛋白水溶液密封培育后，得到丝素蛋白纳米球水溶液；将所述丝素蛋白纳米球水溶液与磷酸根源和钙源混合，反应后得到纳米羟基磷灰石。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述丝素蛋白水溶液的质量浓度为 0. 001% 20%。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述密封培育的温度为0°C 90°C， 所述密封培育的时间为0. 5h 96h。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述丝素蛋白纳米球水溶液的质量浓度为 20%。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述磷酸根源为磷酸、磷酸钠或磷酸钙。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述钙源为氢氧化钙或硝酸钙。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述反应的温度为50°C 80°C。
8.—种纳米羟基磷灰石的制备方法，包括以下步骤a)将丝素蛋白水溶液在静电场下处理，得到丝素蛋白纳米球凝胶；b)将所述步骤a)得到的丝素蛋白纳米球凝胶与磷酸根源和钙源混合，反应后得到纳米羟基磷灰石。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述静电场的电场强度为 1.0X102V/m 1.0X105V/m。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤a)具体包括 al)将丝素蛋白水溶液密封培育，得到丝素蛋白纳米球水溶液；a2)将所述丝素蛋白纳米球水溶液在静电场下处理，得到丝素蛋白纳米球凝胶。
全文摘要
本发明提供了一种纳米羟基磷灰石的制备方法，包括以下步骤将丝素蛋白水溶液密封培育后，得到丝素蛋白纳米球水溶液；将所述丝素蛋白纳米球水溶液与磷酸根源和钙源混合，反应后得到纳米羟基磷灰石。本发明还提供了一种纳米羟基磷灰石的制备方法，包括以下步骤a)将丝素蛋白水溶液在静电场下处理，得到丝素蛋白纳米球凝胶；b)将所述步骤a)得到的丝素蛋白纳米球凝胶与磷酸根源和钙源混合，反应后得到纳米羟基磷灰石。本发明提供的制备方法无需使用有毒溶剂、制备方法简单、条件温和可控，不会破坏丝素蛋白的二级结构，能够获得尺寸和形貌可控的丝素蛋白纳米球，从而获得尺寸和形貌可控的纳米羟基磷灰石。
文档编号B82Y40/00GK102491299SQ20111035958
公开日2012年6月13日 申请日期2011年11月14日 优先权日2011年11月14日
发明者吕强, 张岑岑, 林莎莎, 赵荟菁, 黄晓卫 申请人:苏州大学