[发明专利]PAA-碳酸钙复合纳米棒及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于生物材料制备技术领域，具体涉及一种PAA-碳酸钙复合纳米棒及其制备方法。

背景技术

碳酸钙在涂料、橡胶、塑料、农业、医学、药学等多个领域有着广泛而重要的用途。碳酸钙的实际应用与其性质（如形貌、粒径、Zeta电位、比表面积等）密切相关。纳米级碳酸钙颗粒由于其小尺寸效应、表面效应及高比表面积等特点，赋予其巨大的应用潜能。因此研发特定形貌特定比表面积的纳米级碳酸钙的可控制备方法具有重要意义。

陈雪梅等（中国专利CN 102372300 A）通过向氢氧化钙悬浮液中加入复合晶型控制剂，再通入二氧化碳气体进行碳化反应的方法制备出粒径21-60nm的针状碳酸钙。Chen JF等（Industrial & Engineering Chemistry Research，2000, 39 (4)：948–954）利用超重力反应沉淀法，改变超重力场、反应浓度和液体流速等操作条件，调控出尺度在17-36nm的球型碳酸钙颗粒。Bastakoti BP等（Langmuir，2011, 27(1):379-384）利用三嵌段共聚物PS-b-PAA-b-PEG调控制备了粒径20nm的空心纳米碳酸钙颗粒。除此之外，也有制备片状、立方体、多孔纳米碳酸钙的报道。

Wang B等（Accounts of Chemical Research，2013，46(3):761-769）研究报道合适长径比的圆柱状或棒状纳米颗粒在体内代谢过程中，可以通过血液流动增加其进入细胞膜孔的概率，从而提高颗粒进入细胞的数量及其生物利用度。然而目前关于棒状碳酸钙纳米颗粒的研究中，大部分制备工艺复杂，颗粒分散性和稳定性较差。本发明利用聚丙烯酸（PAA）调控制备出粒径均一、稳定的棒状纳米碳酸钙，工艺重复性好，制备方法简单高效，所用材料便宜易得。该碳酸钙在基因及药物载体以及组织工程支架等生物医学利用方面有着潜在的应用价值。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种制备工艺简单、粒径分布均匀、稳定可控的PAA-碳酸钙复合纳米棒及其制备方法。

所述的PAA-碳酸钙复合纳米棒，其特征在于该复合纳米棒的长度为200～300nm，宽度为80～110nm，所述复合纳米棒中碳酸钙的晶型以方解石相为主，方解石含量不少于85%，复合纳米棒表面Zeta电位为-20～-40mV。

所述的PAA-碳酸钙复合纳米棒的制备方法，其特征在于该制备方法包括以下步骤：

1）分别配制浓度为0.5～5mmol/L、PH值为10～12的PAA溶液，浓度为0.1mol/L、PH值为8～9的氯化钙溶液和浓度为0.1mol/L、PH值为9～11的碳酸铵溶液，待用；

2）在40～80℃的水浴温度条件下，将步骤1）制得的氯化钙溶液逐滴加入到PAA溶液中，匀速搅拌制得稳定的螯合物溶液；

3）将步骤1）制得的碳酸铵溶液逐滴加入到步骤2）制得的螯合物溶液中，于40～80℃的水浴温度条件下继续匀速搅拌12～36小时得反应液；

4）将步骤3）制得的反应液进行依次进行离心、洗涤、干燥后收集制得的复合纳米棒。

所述的PAA-碳酸钙复合纳米棒的制备方法，其特征在于所述PAA分子量为3000～5000。

所述所述的PAA-碳酸钙复合纳米棒的制备方法，其特征在于所述PAA溶液与氯化钙溶液、碳酸铵溶液的体积比为10：5～10：5～10，并且氯化钙溶液与碳酸铵溶液的体积比为1:1。

所述的PAA-碳酸钙复合纳米棒的制备方法，其特征在于所述PAA溶液的PH值用5mol/L的氢氧化钠溶液进行调节，所述氯化钙溶液和碳酸钙溶液的PH值用氨水进行调节。

所述的PAA-碳酸钙复合纳米棒的制备方法，其特征在于步骤2）中形成稳定螯合物溶液的匀速搅拌时间为0.5～3小时。

所述的PAA-碳酸钙复合纳米棒的制备方法，其特征在于步骤2）和步骤3）中逐滴滴加的滴加速度为1ml/min。

所述的PAA-碳酸钙复合纳米棒的制备方法，其特征在于步骤4）中离心为在离心速度8000rpm的条件下离心3min。

所述的PAA-碳酸钙复合纳米棒的制备方法，其特征在于步骤4）中洗涤是指先用纯水洗涤三次，然后用无水乙醇洗涤三次。

所述的PAA-碳酸钙复合纳米棒的制备方法，其特征在于步骤4）中干燥是指在温度为60～70℃的烘箱内进行干燥。