[发明专利]一种掺铕的二氧化钛/氧化石墨烯复合薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于生物医用薄膜领域，具体涉及可应用于原位半定量表征材料表面蛋白吸附量的一种掺铕的二氧化钛/氧化石墨烯复合薄膜及其制备方法。

背景技术

二氧化钛是一种无毒的、具有良好生物相容性和化学稳定性的材料，在医学领域中被广泛的应用并且发展很快。研究表明，二氧化钛纳米点表面小鼠颅盖骨衍生前成骨细胞MC3T3-E1生长情况良好[Y. Hong, M. F. Yu, W. J. Weng, K. Cheng, H. M. Wang, J. Lin. Light-induced cell detachment for cell sheet technology. Biomaterials, 2013,34(1):11-18]，无细胞毒性。

氧化石墨烯作为石墨烯的衍生物之一被广泛的研究，并因其独特的结构和性能而被认为在生物材料应用工程中具有很大的发展前景，研究表明，低浓度的氧化石墨烯具有良好的生物相容性和蛋白吸附性能[J. Q. Liu, L. Cui, D. S. Losic. Graphene and graphene oxide as new nanocarriers for drug delivery applications. Acta biomaterialia. 2013, 9(12):9243-9257]。

现今Eu³⁺已在光电器件领域引起了广泛的关注。Eu³⁺因⁵D₀ ? ⁷F_j的跃迁而在显示出一些特征发光峰，并且⁵D₀ ? ⁷F₂处的发光强度很高，Eu³⁺掺杂二氧化钛会形成Eu-O-Ti键，使得TiO₂具有更好的发光性能[H. Liu and L. X. Yu. Preparation and photoluminescence properties of europium ions doped TiO₂ nanocrystals. Journal of Nanoscience and Nanotechnology. 2013,(13):5119-5125]。

现今，BCA等很多方法都能够检测蛋白吸附量，但是这些方法基本都不能对蛋白吸附量进行原位表征。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有良好发光性能、蛋白吸附性能、制备方法简便、成本低的能够应用于原位半定量表征蛋白吸附量的掺铕的二氧化钛/氧化石墨烯复合薄膜及其制备方法。

本发明的掺铕的二氧化钛/氧化石墨烯复合薄膜，在基底上有掺铕的二氧化钛纳米点和氧化石墨烯的混合层，混合层中二氧化钛纳米点的尺寸为30～150 nm，密度为1.0×10¹⁰～1×10¹¹/ cm²，Eu³⁺摩尔浓度为0.005～0.015 mol/L，氧化石墨烯浓度为5 mg/L～15 mg/L。

本发明中所述的基底为石英玻璃、硅片、钽片、钛片或钛镍合金片。

掺铕的二氧化钛/氧化石墨烯复合薄膜的制备方法，步骤如下：

1）先将氧化石墨烯和铕源加入无水乙醇中，搅拌至铕源完全溶解后，再加入钛源、络合剂和去离子水，钛源和络合剂的摩尔比为1:0.2～0.4，钛源和去离子水的摩尔比为1:0.8～1.2，然后加入聚乙烯吡咯烷酮，在室温下充分搅拌，配制成钛原子浓度为0.1～0.5 mol/L，聚乙烯吡咯烷酮浓度为10～100 g/L，Eu浓度为0.005～0.015 mol/L，氧化石墨烯浓度为5 mg/L～15 mg/L的二氧化钛前驱体溶胶；

2)将二氧化钛前驱体溶胶滴至清洗净的基底表面至其铺满，并以4000～8000 rpm的速度旋涂20～60 s，然后将其置于400～600℃下保温0.5～2 h。

本发明中所述的铕源为Eu(TMHD)₃(三(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮酸)铕(III))或者Eu(NO₃)₃·6H₂O。

本发明中所述的钛源可以为钛酸四丁酯、四氯化钛、三氯化钛、氟化钛或硫酸。

本发明中所述的络合剂可以为乙酰丙酮或乙醇胺。