一種具有生物相容性的發(fā)光納米纖維及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具有生物相容性的發(fā)光納米纖維的制備方法，將碳納米粒子溶于溶劑中，在攪拌條件下，加入高分子材料，使其與碳納米粒子質(zhì)量比0.5:1～1:2，攪拌1～3小時(shí)，最終得到均勻的紡絲液；將上述紡絲液灌入針筒，調(diào)節(jié)靜電紡絲工藝，在接收鋁箔上收集到一層均勻的白色纖維；將上述白色纖維放入高溫管式氣氛爐內(nèi)，通入氮?dú)?，升溫?00～1000℃，保溫1～5小時(shí)，最后降溫至室溫，得到含碳納米粒子的發(fā)光納米纖維。所制得的纖維既具有良好的生物相容性，同時(shí)又兼?zhèn)浒l(fā)光性能，更適用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，特別能作為一種支架材料，便于后期觀察。本發(fā)明的制備工藝簡單，生產(chǎn)成本低，能進(jìn)一步滿足生產(chǎn)和應(yīng)用的需求。
【專利說明】一種具有生物相容性的發(fā)光納米纖維及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種納米纖維及其制備方法，具體涉及一種生物相容性優(yōu)良的發(fā)光納米纖維及其制備方法。本方法屬于熒光納米纖維的制備技術(shù)，所制備的材料可廣泛用于生物、醫(yī)藥等領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]靜電紡絲技術(shù)是一項(xiàng)制備納米級(jí)纖維材料簡單有效的技術(shù)。聚合物熔體或溶液在高壓靜電作用下，利用電場(chǎng)力克服聚合物溶液表面張力形成一股帶電的噴射流，之后溶劑揮發(fā)固化，納米級(jí)纖維無序地排列在收集板上，形成類似無紡布纖維膜。靜電紡絲技術(shù)已很好地應(yīng)用于制備絲素蛋白納米纖維膜，所制備的纖維膜具有纖維纖度細(xì)、表面積大、孔隙率高的形態(tài)特點(diǎn)而可作為細(xì)胞生長的多孔支架，促進(jìn)細(xì)胞的遷移和增殖；也可作為人工移植血管、創(chuàng)面覆蓋材料及藥物載體，廣泛用作組織工程及生物醫(yī)學(xué)工程材料。
[0003]近年來，通過靜電紡絲技術(shù)已制備出許多功能性納米纖維，使其更好地應(yīng)用于生物材料領(lǐng)域。到目前為止，已制備出如抗菌納米纖維、止血納米纖維、熒光納米纖維等功能纖維。其中，國內(nèi)外學(xué)者通過靜電紡絲技術(shù)制備熒光納米纖維，已取得了一些研究成果。此夕卜，還報(bào)道了多功能的磁性?熒光納米纖維。但是，這些用于填充的熒光納米材料為半導(dǎo)體材料、稀土材料等，而這些材料不具備良好的生物安全性，因此這些熒光納米纖維不適合用于生物領(lǐng)域。
[0004]近年來，出現(xiàn)了一種新型的熒光碳納米材料一熒光碳納米粒子，具有豐富的熒光性質(zhì)，并且與量子點(diǎn)、上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米顆粒比較，熒光碳納米粒子除了穩(wěn)定性好、發(fā)光強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)外，表面具有豐富的含氧基團(tuán)，易功能化。最重要的是具有低毒特性，科學(xué)家從共聚糖中提取出碳納米，然后在動(dòng)物細(xì)胞中檢驗(yàn)這些納米顆粒的毒性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，即使在很高的濃度下，這些納米顆粒也僅具有很小的毒性，甚至是無毒的。因而，發(fā)展碳納米粒子在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用具有重要的實(shí)際意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種具有生物相容性的發(fā)光納米纖維及其制備方法。該方法將碳納米粒子分散于溶劑中，與高分子材料復(fù)合，混合形成紡絲原液，然后通過靜電紡絲技術(shù)制備生物相容性優(yōu)良的發(fā)光納米纖維。
[0006]一種具有生物相容性的發(fā)光納米纖維的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:
1)將碳納米粒子溶于溶劑中，超聲條件0.5?4小時(shí)，使其質(zhì)量濃度為0.01?0.5克/毫升；在攪拌條件下，加入高分子材料，使其與碳納米粒子質(zhì)量比0.5:1?1:2,攪拌I?3小時(shí)，最終得到均勻的紡絲液；
2)將上述紡絲液灌入針筒，調(diào)節(jié)靜電紡絲工藝，在接收鋁箔上收集到一層均勻的白色纖維；
3)將上述白色纖維放入高溫管式氣氛爐內(nèi)，通入氮?dú)猓郎刂?00?1000 V，保溫I?5小時(shí)，最后降溫至室溫，得到含碳納米粒子的發(fā)光納米纖維。
[0007]所述的碳納米粒子的粒徑為50?300納米。
[0008]所述的溶劑為水、乙醇、氯仿、N, N?二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、乙醚、六氟異丙醇、甲酸中的一種或其組合。
[0009]所述的高分子材料為羧甲基纖維素、聚乙烯吡咯烷酮、甲殼素、殼聚糖、聚乳酸、聚乙醇酸、聚己內(nèi)酯、聚羥基脂肪酸、絲素蛋白、膠原蛋白中的一種。
[0010]所述的靜電紡絲工藝為電壓10?20千伏，溶液流量0.1?0.5毫升/小時(shí)，接收距離為10?20厘米。
[0011 ] 一種具有生物相容性的發(fā)光納米纖維由上述方法制備得到。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:通過靜電紡絲技術(shù)，制備納米級(jí)的復(fù)合纖維。這種纖維既具有良好的生物相容性，同時(shí)又兼?zhèn)浒l(fā)光性能，更適用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，特別能作為一種支架材料，便于后期觀察。本發(fā)明的制備工藝簡單，生產(chǎn)成本低，能進(jìn)一步滿足生產(chǎn)和應(yīng)用的需求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為實(shí)施例1所制備的納米纖維膜的掃描電鏡照片。
[0014]圖2為實(shí)施例2所制備的納米纖維膜的掃描電鏡照片。
[0015]圖3為實(shí)施例3所制備的納米纖維膜的發(fā)射光譜。
[0016]圖4為實(shí)施例4所制備的納米纖維膜的發(fā)射光譜。
【具體實(shí)施方式】
[0017]以下通過具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步描述。以下的實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步說明，而不限制本發(fā)明的范圍。
[0018]實(shí)施例1:1)將0.5克、100納米的碳納米粒子溶于10毫升水中，超聲條件0.5小時(shí)，使其質(zhì)量濃度為0.05克/毫升。在攪拌條件下，加入I克聚乙烯吡咯烷酮，攪拌I小時(shí)，最終得到均勻的紡絲液。
[0019]2)將上述紡絲液灌入針筒，調(diào)節(jié)電壓10千伏，溶液流量0.1毫升/小時(shí)，接收距離為10厘米，在接收鋁箔上收集到一層均勻的白色纖維。
[0020]3)將上述白色纖維放入高溫管式氣氛爐內(nèi)，通入氮?dú)猓郎刂?00°C，保溫3小時(shí)，最后降溫至室溫，得到含碳納米粒子的發(fā)光納米纖維。
[0021]圖1為所制備的納米纖維膜的掃描電鏡照片。由圖可見，納米纖維的直徑為500納米。
[0022]實(shí)施例2:
I)將I克、300納米的碳納米粒子溶于10毫升1:1的乙醇/氯仿中，超聲條件I小時(shí)，使其質(zhì)量濃度為0.1克/毫升。在攪拌條件下，加入0.5克聚乳酸，攪拌2小時(shí)，最終得到均勻的紡絲液。
[0023]2)將上述紡絲液灌入針筒，調(diào)節(jié)電壓15千伏，溶液流量0.1毫升/小時(shí)，接收距離為10厘米，在接收鋁箔上收集到一層均勻的白色纖維。
[0024]3)將上述白色纖維放入高溫管式氣氛爐內(nèi)，通入氮?dú)?，升溫?00°C，保溫2小時(shí)，最后降溫至室溫，得到含碳納米粒子的發(fā)光納米纖維。
[0025]圖2為所制備的納米纖維膜的掃描電鏡照片。由圖可見，納米纖維的直徑為1000納米。
[0026]實(shí)施例3:
I)將0.1克、200納米的碳納米粒子溶于10毫升乙醇中，超聲條件I小時(shí)，使其質(zhì)量濃度為0.01克/毫升。在攪拌條件下，加入0.2克殼聚糖，攪拌3小時(shí)，最終得到均勻的紡絲液。
[0027]2)將上述紡絲液灌入針筒，調(diào)節(jié)電壓20千伏，溶液流量0.2毫升/小時(shí)，接收距離為15厘米，在接收鋁箔上收集到一層均勻的白色纖維。
[0028]3)將上述白色纖維放入高溫管式氣氛爐內(nèi)，通入氮?dú)?，升溫?00°C，保溫2小時(shí)，最后降溫至室溫，得到含碳納米粒子的發(fā)光納米纖維。
[0029]圖3為以800 nm為激發(fā)波長，納米纖維膜的發(fā)射光譜。由圖可見，納米纖維膜的發(fā)射波長為530 nm，強(qiáng)度為1040。
[0030]實(shí)施例4:
I)將0.2克、50納米的碳納米粒子溶于10毫升水中，超聲條件2小時(shí)，使其質(zhì)量濃度為0.02克/毫升。在攪拌條件下，加入0.2克絲素蛋白，攪拌3小時(shí)，最終得到均勻的紡絲液。
[0031]2)將上述紡絲液灌入針筒，調(diào)節(jié)電壓15千伏，溶液流量0.2毫升/小時(shí)，接收距離為10厘米。，在接收鋁箔上收集到一層均勻的白色纖維。
[0032]3)將上述白色纖維放入高溫管式氣氛爐內(nèi)，通入氮?dú)?，升溫?00°C，保溫I小時(shí)，最后降溫至室溫，得到含碳納米粒子的發(fā)光納米纖維。
[0033]圖4為以800 nm為激發(fā)波長，納米纖維膜的發(fā)射光譜。由圖可見，納米纖維膜的發(fā)射波長為540 nm，強(qiáng)度為105。
【權(quán)利要求】
1.一種具有生物相容性的發(fā)光納米纖維的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)將碳納米粒子溶于溶劑中，超聲條件0.5?4小時(shí)，使其質(zhì)量濃度為0.0l?0.5克/毫升；在攪拌條件下，加入高分子材料，使其與碳納米粒子質(zhì)量比0.5:1?1:2,攪拌I?3小時(shí)，最終得到均勻的紡絲液； 2)將上述紡絲液灌入針筒，調(diào)節(jié)靜電紡絲工藝，在接收鋁箔上收集到一層均勻的白色纖維； 3 )將上述白色纖維放入高溫管式氣氛爐內(nèi)，通入氮?dú)?，升溫?00?1000 V，保溫I?5小時(shí)，最后降溫至室溫，得到含碳納米粒子的發(fā)光納米纖維。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種具有生物相容性的發(fā)光納米纖維的制備方法，其特征在于，所述的碳納米粒子的粒徑為50?300納米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種具有生物相容性的發(fā)光納米纖維的制備方法，其特征在于，所述的溶劑為水、乙醇、氯仿、N，N?二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、乙醚、六氟異丙醇、甲酸中的一種或其組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種具有生物相容性的發(fā)光納米纖維的制備方法，其特征在于，所述的高分子材料為羧甲基纖維素、聚乙烯吡咯烷酮、甲殼素、殼聚糖、聚乳酸、聚乙醇酸、聚己內(nèi)酯、聚羥基脂肪酸、絲素蛋白、膠原蛋白中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種具有生物相容性的發(fā)光納米纖維的制備方法，其特征在于，所述的靜電紡絲工藝為電壓10?20千伏，溶液流量0.1?0.5毫升/小時(shí)，接收距離為10?20厘米。
6.一種具有生物相容性的發(fā)光納米纖維，其特征在于，根據(jù)權(quán)利要求1?7任意一項(xiàng)所述的方法制備得到。
【文檔編號(hào)】D01D7/00GK103806115SQ201210456323
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月14日
【發(fā)明者】周涓, 朱君, 施麗君, 何丹農(nóng) 申請(qǐng)人:上海納米技術(shù)及應(yīng)用國家工程研究中心有限公司