本發(fā)明涉及羥基磷灰石微球技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種單分散多孔羥基磷灰石微球、制備方法及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
羥基磷灰石作為一種理想的骨修復(fù)材料，主要存在于人體骨骼、牙齒等硬組織當(dāng)中，是其重要的無機(jī)組成部分，具有良好的骨傳導(dǎo)性、生物活性以及生物相容性等優(yōu)點(diǎn)。多孔結(jié)構(gòu)的羥基磷灰石微球由于具有相對(duì)密度低、比表面積高、重量輕等特點(diǎn)而在組織工程和藥物分離等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。
目前制備羥基磷灰石微球的方法主要有微乳液法和噴霧干燥法。中國專利(申請(qǐng)?zhí)?00910104114.x)公開了一種納米羥基磷灰石/聚乳酸復(fù)合微球的制備方法，采用超聲波共混復(fù)合工藝和乳化-溶劑揮發(fā)法制備納米羥基磷灰石微球。中國專利(申請(qǐng)?zhí)?01580022238.7)公開了一種球形多孔羥基磷灰石吸附劑及其方法，其方法為先制備羥基磷灰石初級(jí)顆粒的懸浮液，然后將羥基磷灰石初級(jí)顆粒的懸浮液進(jìn)行噴霧干燥，獲得羥基磷灰石微球，最后進(jìn)行復(fù)雜的篩分方法進(jìn)行分級(jí)處理得到球形羥基磷灰石。
當(dāng)前制備羥基磷灰石微球的方法存在很多問題，如：微球的粒徑分布不均、產(chǎn)率低和制備工藝復(fù)雜等。因此，開發(fā)新型的、能工業(yè)化生產(chǎn)的羥基磷灰石微球的制備方法是當(dāng)今研究急需解決的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種單分散多孔羥基磷灰石微球、制備方法及其應(yīng)用，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例中的單分散多孔羥基磷灰石微球粒徑可控，粒徑尺寸均一，孔徑可控。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
根據(jù)本發(fā)明第一方面實(shí)施例的一種單分散多孔羥基磷灰石微球制備方法，包括以下步驟：
(1)在水中引入多孔高分子微球，均勻分散后，邊攪拌邊加入堿，調(diào)節(jié)ph＝10-11，得溶液a；
(2)在水中引入鈣源和磷源，得溶液b；
(3)向溶液a中逐步滴加溶液b，滴加完后繼續(xù)反應(yīng)，得溶液c；
(4)過濾溶液c，洗滌、干燥后得高分子-羥基磷灰石復(fù)合微球；
(5)將所述高分子-羥基磷灰石復(fù)合微球煅燒，得多孔羥基磷灰石微球。
優(yōu)選地，所述鈣源為ca(no3)2·4h2o，所述磷源為(nh4)2hpo4。
優(yōu)選地，所述鈣源和磷源中，ca:p＝1-3。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述ca:p＝1.67。
優(yōu)選地，所述堿選自氨水、氫氧化鈉、氫氧化鉀、三乙胺或三甲胺中的一種或多種。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述堿為氨水。
優(yōu)選地，所述多孔高分子微球選自苯乙烯-二乙烯基苯共聚物、苯乙烯均聚物或聚甲基丙烯酸縮水甘油酯中的一種。
優(yōu)選地，步驟(3)中繼續(xù)反應(yīng)的溫度為25-100℃，繼續(xù)反應(yīng)時(shí)間為10h以上。
優(yōu)選地，步驟(5)中煅燒溫度為500-1000℃。
根據(jù)本發(fā)明第二方面實(shí)施例的一種單分散多孔羥基磷灰石微球，所述微球由上述單分散多孔羥基磷灰石微球制備方法制備而得。
本發(fā)明的還包括單分散多孔羥基磷灰石微球在生物分離、生物標(biāo)記和組織工程中的應(yīng)用。
本發(fā)明上述技術(shù)方案的有益效果如下：
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例方法，其制備工藝簡(jiǎn)單，反應(yīng)條件容易控制。適于大規(guī)模生產(chǎn)，且制得的單分散多孔羥基磷灰石微球的粒徑可控，粒徑尺寸均一，孔徑靈活可控，孔徑尺寸范圍為0.5-800nm，且孔分布均勻，孔道結(jié)構(gòu)有序。本發(fā)明實(shí)施例的單分散多孔羥基磷灰石微球在生物分離、生物標(biāo)記和組織工程中有廣泛應(yīng)用。
附圖說明
圖1為本發(fā)明實(shí)施例的單分散多孔羥基磷灰石微球的電鏡照片。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的單分散多孔羥基磷灰石微球制備方法，若無特別說明，所使用的“水”包括蒸餾水或去離子水，所述使用的多孔高分子微球可由商業(yè)手段購買的到，或由本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的方法制備而得。對(duì)于本發(fā)明實(shí)施例所使用的其他試劑，如氨水、鈣源、磷源等，若無特殊說明均指本領(lǐng)域常用規(guī)格的試劑類別。
此外，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法制備的單分散多孔羥基磷灰石微球在生物分離中的應(yīng)用包括但不限于藥物分離、蛋白質(zhì)等生物大分子分離。
如圖1所示，由本發(fā)明實(shí)施例的方法制備的單分散多孔羥基磷灰石微球的粒徑均一。
實(shí)施例一
一種單分散多孔羥基磷灰石微球，包括以下步驟：
(1)制備粒徑為5μm，cv＝3.2％的多孔高分子微球；
(2)將100克多孔高分子微球置于120克水中，邊攪拌邊加入氨水，使體系調(diào)到ph＝10-11得溶液a；
(3)稱量ca(no3)2.4h2o和(nh4)2hpo4溶解在80克水中，按配比ca：p＝1.67，得溶液b；
(4)向a中滴加b，滴加完后繼續(xù)反應(yīng)24h，得溶液c；
(5)過濾c，洗滌、干燥后得高分子-羥基磷灰石復(fù)合微球；
(6)將高分子-羥基磷灰石復(fù)合微球升溫至650℃煅燒6小時(shí)，去除有機(jī)高分子，得多孔羥基磷灰石微球。
步驟(1)中多孔高分子微球?yàn)楸揭蚁?二乙烯基苯共聚物。
采用beckmancounter測(cè)定其粒徑及粒徑分布得：粒徑大小5μm，cv(coefficientofvariation)為3.0％，微球平均孔徑
實(shí)施例二
一種單分散多孔羥基磷灰石微球，包括以下步驟：
(1)制備粒徑為2μm，cv＝3.1％的多孔高分子微球；
(2)將50克多孔高分子微球置于70克水中，邊攪拌邊加入氨水，使體系調(diào)到ph＝10-11得溶液a；
(3)稱量ca(no3)2.4h2o和(nh4)2hpo4溶解在50克水中，按配比ca：p＝2.37，得溶液b；
(4)向溶液a中滴加溶液b，滴加完后在70-80℃下，繼續(xù)反應(yīng)24h，得溶液c；
(5)過濾溶液c，洗滌、干燥后得高分子-羥基磷灰石復(fù)合微球；
(6)將高分子-羥基磷灰石復(fù)合微球升溫至550℃煅燒6小時(shí)，去除有機(jī)高分子，得多孔羥基磷灰石微球。
步驟(1)中多孔高分子微球?yàn)楸揭蚁┚畚铩?/p>
采用beckmancounter測(cè)定其粒徑及粒徑分布得：粒徑大小2μm，cv(coefficientofvariation)為3.0％，微球平均孔徑
實(shí)施例三
一種單分散多孔羥基磷灰石微球，包括以下步驟：
(1)制備粒徑為500μm，cv＝3.2％的多孔高分子微球；
(2)將100克多孔高分子微球置于120克水中，邊攪拌邊加入氨水，使體系調(diào)到ph＝10-11得溶液a；
(3)稱量ca(no3)2.4h2o和(nh4)2hpo4溶解在80克水中，按配比ca：p＝1.67，得溶液b；
(4)向溶液a中滴加溶液b，滴加完后在50℃下繼續(xù)反應(yīng)24h，得溶液c；
(5)過濾溶液c，洗滌、干燥后得高分子-羥基磷灰石復(fù)合微球；
(6)將高分子-羥基磷灰石復(fù)合微球升溫至800℃煅燒6小時(shí)，去除有機(jī)高分子，得多孔羥基磷灰石微球。
步驟(1)中多孔高分子微球?yàn)楸揭蚁?二乙烯基苯共聚物。
采用beckmancounter測(cè)定其粒徑及粒徑分布得：粒徑大小500μm，cv(coefficientofvariation)為3.0％，微球平均孔徑
將本實(shí)施例所制備的單分散多孔羥基磷灰石微球用于吸附蛋白，其生物相容性好，無毒性，且吸附能力強(qiáng)。
實(shí)施例四
一種單分散多孔羥基磷灰石微球，包括以下步驟：
(1)制備粒徑為800μm，cv＝3.8％的多孔高分子微球；
(2)將100克多孔高分子微球置于120克水中，邊攪拌邊加入氫氧化鈉水溶液，使體系調(diào)到ph＝10-11得溶液a；
(3)稱量ca(no3)2.4h2o和(nh4)2hpo4溶解在80克水中，按配比ca：p＝1.67，得溶液b；
(4)向溶液a中滴加溶液b，滴加完后在100℃下繼續(xù)反應(yīng)24h，得溶液c；
(5)過濾溶液c，洗滌、干燥后得高分子-羥基磷灰石復(fù)合微球；
(6)將高分子-羥基磷灰石復(fù)合微球升溫至650℃煅燒6小時(shí)，去除有機(jī)高分子，得多孔羥基磷灰石微球。
步驟(1)中多孔高分子微球?yàn)楸揭蚁?二乙烯基苯共聚物。
采用beckmancounter測(cè)定其粒徑及粒徑分布得：粒徑大小800μm，cv(coefficientofvariation)為3.6％，微球平均孔徑
實(shí)施例五
一種單分散多孔羥基磷灰石微球，包括以下步驟：
(1)制備粒徑為10μm，cv＝3.0％的多孔高分子微球；
(2)將90克多孔高分子微球置于110克水中，邊攪拌邊加入氨水，使體系調(diào)到ph＝10-11得溶液a；
(3)稱量ca(no3)2.4h2o和(nh4)2hpo4溶解在70克水中，按配比ca：p＝1.67，得溶液b；
(4)向a中滴加b，滴加完后繼續(xù)反應(yīng)24h，得溶液c；
(5)過濾c，洗滌、干燥后得高分子-羥基磷灰石復(fù)合微球；
(6)將高分子-羥基磷灰石復(fù)合微球升溫至650℃煅燒6小時(shí)，去除有機(jī)高分子，得多孔羥基磷灰石微球。
步驟(1)中多孔高分子微球?yàn)榫奂谆┧峥s水甘油酯。
采用beckmancounter測(cè)定其粒徑及粒徑分布得：粒徑大小10μm，cv(coefficientofvariation)為2.9％，微球平均孔徑
實(shí)施例六
一種單分散多孔羥基磷灰石微球，包括以下步驟：
(1)制備粒徑為50μm，cv＝2.9％的多孔高分子微球；
(2)將110克多孔高分子微球置于150克水中，邊攪拌邊加入氨水，使體系調(diào)到ph＝10-11得溶液a；
(3)稱量ca(no3)2.4h2o和(nh4)2hpo4溶解在70克水中，按配比ca：p＝1.67，得溶液b；
(4)向a中滴加b，滴加完后繼續(xù)反應(yīng)24h，得溶液c；
(5)過濾c，洗滌、干燥后得高分子-羥基磷灰石復(fù)合微球；
(6)將高分子-羥基磷灰石復(fù)合微球升溫至650℃煅燒6小時(shí)，去除有機(jī)高分子，得多孔羥基磷灰石微球。
步驟(1)中多孔高分子微球?yàn)榫奂谆┧峥s水甘油酯。
采用beckmancounter測(cè)定其粒徑及粒徑分布得：粒徑大小50μm，cv(coefficientofvariation)為3.0％，微球平均孔徑
實(shí)施例七
一種單分散多孔羥基磷灰石微球，包括以下步驟：
(1)制備粒徑為30μm，cv＝3.0％的多孔高分子微球；
(2)將90克多孔高分子微球置于110克水中，邊攪拌邊加入氨水，使體系調(diào)到ph＝10-11得溶液a；
(3)稱量ca(no3)2.4h2o和(nh4)2hpo4溶解在70克水中，按配比ca：p＝1.67，得溶液b；
(4)向a中滴加b，滴加完后繼續(xù)反應(yīng)20h，得溶液c；
(5)過濾c，洗滌、干燥后得高分子-羥基磷灰石復(fù)合微球；
(6)將高分子-羥基磷灰石復(fù)合微球升溫至650℃煅燒6小時(shí)，去除有機(jī)高分子，得多孔羥基磷灰石微球。
步驟(1)中多孔高分子微球?yàn)榫奂谆┧峥s水甘油酯。
采用beckmancounter測(cè)定其粒徑及粒徑分布得：粒徑大小30μm，cv(coefficientofvariation)為2.9％，微球平均孔徑
實(shí)施例八
多孔羥基磷灰石微球?qū)sa靜態(tài)吸附載量測(cè)試：
取上述實(shí)施例六制備的粒徑為50um的單分散多孔羥基磷灰石微球40mg，加入6mgbsa以及1.5ml去離子水，在搖床中旋轉(zhuǎn)孵育12小時(shí)進(jìn)行吸附，用紫外分光光度計(jì)測(cè)試280nm上清液的吸光度。最終獲得120mg/g的蛋白吸附載量。
實(shí)施例九
多孔羥基磷灰石微球的抗體純化：
取上述實(shí)施例六制備的50um多孔羥基磷灰石微球100mg，裝填小柱，將20ml羊血清過柱，先用20mm磷酸鹽溶液清洗，然后用200mm磷酸鹽溶液洗脫，可以將8mg的抗體和蛋白質(zhì)完全分離，純度達(dá)98％，收率達(dá)96％。
總而言之，本發(fā)明實(shí)施例的多孔羥基磷灰石微球粒徑大小、粒徑分布情況及孔徑大小受工藝參數(shù)：反應(yīng)溫度、攪拌速度、試劑濃度等影響較小，反應(yīng)調(diào)節(jié)容易控制，因此本發(fā)明方法適于大規(guī)模生產(chǎn)，且制得的單分散多孔羥基磷灰石微球的粒徑靈活可控，均一度高。
以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。