專利名稱：一種乳鐵蛋白修飾的硫化鋅納米材料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種乳鐵蛋白修飾的硫化鋅納米材料及其制備方法，屬于功能材料和藥物治療材料領域。
背景技術：
納米結構材料由于特殊的納米尺寸結構，常常表現(xiàn)出與其他材料和顆粒材料不同的磁學、光學、表面性能而被廣泛的應用于藥物緩釋膠囊、催化劑、基因載體等領域，越來越受到人們的關注。硫化鋅是一種典型的半導體化合物，顯示出許多特異的光電性能，在光致發(fā)光、電致發(fā)光、磷光體、傳感器、紅外窗口材料、光催化等許多領域有著廣泛的用途。 傳統(tǒng)納米硫化鋅的制備方法大致可分為三種固相法、液相法和氣相法。固相法是將固體反應物研細后直接混合，在研磨等機械作用下發(fā)生化學反應，進而制得納米顆粒。氣相法主要是氣相沉積法、噴霧熱分解法、磁電濺射法等，而液相法主要有微乳法(或反膠束法)、乳狀液法、水熱合成法、(快速)均勻沉淀法、溶膠一凝膠法、金屬配合物熱降解法等。隨著科學技術的進步，最近利用生物分子對納米材料進行生物礦化得到目的的納米材料或者納米結構，成為一種比較新興的合成方法。生物礦化所用的反應模板包括聚乙烯、細菌、嵌段共聚物、硅膠、聚和物乳液和乳液膠團。但是這些方法一般需要復雜的反應步驟和苛刻的反應條件，而且一般得到的納米材料都是微米級別。納米材料蛋白晶體生長法是一種最新出現(xiàn)的綠色合成法，由于蛋白晶體的存在，是納米粒子首先與蛋白的氨基酸活性位點結合，能有效降低納米材料合成速率，使能通過時間調控得到不同粒徑和特性的納米材料，同時也能加清楚的研究納米材料合成機制，為后面可控合成其他功能納米材料特供理論支持。目前，金、銀等納米粒子通過溶菌酶蛋白晶體已經(jīng)生長得到。更重要的是，基于蛋白晶體高度有效的空間結構和空間構象，蛋白晶體一般被認為是多孔納米材料。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種乳鐵蛋白修飾的硫化鋅納米材料及其制備方法，本發(fā)明方法操作簡單，條件溫和，成本低且環(huán)境友好，是一種制備功能納米材料的簡單方法；合成的產物硫化鋅納米球具有良好的水溶性和穩(wěn)定性,且生物相容性好。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案
首先制備螯合溶液，利用乳鐵蛋白蛋白晶體的氨基酸基團與半導體金屬離子交聯(lián)結合，然后加入硫源，并通過以蛋白晶體蔟為骨架，通過反應體系中過量的鋅和硫離子結合驅動硫化鋅納米粒子不斷生長，控制反應的時間和反應物的濃度制備出結構獨特的納米結構。本發(fā)明的制備方法具體為將IO-IOOmmol的硫源加到預先配制好的鋅源和乳鐵蛋白的螯合溶液中，置于恒溫裝置中，控制反應溫度為室溫_120°C，時間為1-100分鐘，pH值為5. 5-12，得到乳鐵蛋白修飾的硫化鋅納米材料。所述的鋅源是硝酸鋅、乙酸鋅、烷基黃原酸鋅、硝酸鋅中的一種或多種的混合物。所述的硫源是硫脲、硫代乙酰胺、硫代乙醇酸、十二硫醇中的一種或多種的混合物。所述的乳鐵蛋白是牛源乳鐵蛋白、羊源乳鐵蛋白、人源乳鐵蛋白中的一種或多種的混合物。所述的鋅源和乳鐵蛋白的螯合溶液是在常溫常壓下，以水為溶劑，將濃度為
10-200nmol/mL的鋅源和O. l_50mg/L的乳鐵蛋白加入混合，調節(jié)pH值至5. 5_12，形成的螯
合溶液。所述混合時進行攪拌，攪拌時間為5min_3小時。所述的硫化鋅納米材料由直徑為10_50nm的顆粒組成并都有一層蛋白薄膜包裹。
本發(fā)明的有益效果
(I)本發(fā)明硫化鋅球納米結構對光電轉換、光催化、藥物緩釋和基因載體等多學科專業(yè)有重要的促進作用。該納米球生物安全性高，環(huán)境友好，顆粒大小均一，表面光滑，分散性好。(2)本發(fā)明基于背景技術中所述的理論，利用蛋白晶體特色的納米結構的優(yōu)勢，以此為模板，制備微結構、表面態(tài)、尺寸、維度和形貌可控的半導體納米材料，通過對所合成的納米材料的光學性質研究，獲得尺寸、形貌和性質可調，在光電領域具有潛在應用價值的納米材料。(3)本發(fā)明方法操作簡單，條件溫和，成本低且環(huán)境友好，是一種制備功能納米材料的簡單方法；合成的產物硫化鋅納米球具有良好的水溶性和穩(wěn)定性，且生物相容性好。


圖I是產品的透射電鏡圖，其中a)是硫化鋅球狀結果的TEM照片；b)是單個硫化鋅晶體的高分辨TEM照片。圖2是所制備的硫化鋅的XRD晶體衍射結果圖，符合硫化鋅立方面結構(JCPDF42-1411)。
具體實施例方式下面對本發(fā)明的實施做詳細說明，本實例在以本發(fā)明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施。本發(fā)明以下實施例中的原料均為現(xiàn)有常用原料，可以直接通過商家購買獲得。本發(fā)明以下實施例中沒有特別說明的操作，均可以采用現(xiàn)有常規(guī)技術手段。實施例I
以水為溶劑，將5毫升50毫摩爾/升的硝酸鋅和5毫升12. 5毫克/升的乳鐵蛋白混合，調節(jié)pH值到5. 5，25°C下攪拌3分鐘。然后加入5毫升10毫摩爾/升硫化鈉，在37°C下攪拌反應5分鐘，然后將此溶液移至恒溫箱保持室溫反應100分鐘，得到直徑10-20nm硫化鋅納米球。實施例2以水為溶劑，將5毫升100毫摩爾/升的硝酸鋅和5毫升12. 5毫克/升的乳鐵蛋白混合，調節(jié)PH值到8，25°C下攪拌30分鐘。然后加入5毫升100毫摩爾/升硫化乙酰胺，在37°C下攪拌反應5分鐘，然后將此溶液移至恒溫箱保持60°C反應30分鐘，得到直徑10-20nm硫化鋅納米球。實施例3
以水為溶劑，將5毫升200毫摩爾/升的乙酸鋅和5毫升50毫克/升的乳鐵蛋白混合，調節(jié)PH值到12，25°C下攪拌60分鐘。然后加入5毫升50毫摩爾/升硫脲和硫代乙酸銨的混合物，在37°C下攪拌反應5分鐘，然后將此溶液移至恒溫箱保持90°C反應20分鐘天，得到直徑10_30nm硫化鋅納米球。實施例4
以水為溶劑，將5毫升50毫摩爾/升的硝酸鋅和乙酸鋅的混合物和5毫升O. I毫克/ 升的乳鐵蛋白混合，調節(jié)PH值到8，25°C下攪拌180分鐘。然后加入5毫升50毫摩爾/升硫脲，在25°C下攪拌反應5分鐘，然后將此溶液移至恒溫箱保持120°C反應10分鐘，得到直徑10_50nm硫化鋅納米球。對所制備的硫化鋅粉末進行透射電鏡(TEM，高分辨透射電鏡(HR-TEM^P XRD衍射測定觀察結構和形貌，結果表明，所得產物呈球狀結構。所得納米球均由直徑為10-50nm的顆粒組成并都有一層蛋白薄膜包裹，說明實現(xiàn)了功能納米球在蛋白晶體體內組裝與生長而成。綜上，本發(fā)明利用蛋白晶體特色的納米結構的優(yōu)勢，以此為模板，制備出結構新穎獨特的納米材料。這種納米結構對光電轉換、光催化、藥物緩釋和基因載體等多學科專業(yè)有重要的促進作用。本發(fā)明方法操作簡單，條件溫和，成本低且環(huán)境友好，合成的產物硫化鋅納米材料具有的水溶性和穩(wěn)定性，生物相容好，是一種制備功能納米材料的簡單方法，所得的納米材料具有特殊的結構，因此擁有巨大的應用前景。應當理解的是，以上為本發(fā)明的一部分實施例，本發(fā)明還有其他的實現(xiàn)方式，比如鋅源是指金屬鋅片，乙酸鋅，烷基黃原酸鋅或硝酸鋅中的一種或其混合；硫源是指硫脲、硫代乙酰胺、硫代乙醇酸或十二硫醇的一種或其混合；乳鐵蛋白是指牛源乳鐵蛋白，羊源乳鐵蛋白或人源乳鐵蛋白中的一種或其混合；這些物質的變換以及其他一些參數(shù)的變換，對于本領域的技術人員來說是非常容易實現(xiàn)的，不再一一給出實施例進行說明。盡管本發(fā)明的內容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本發(fā)明的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容后，對于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護范圍應由所附的權利要求來限定。
權利要求
1.一種乳鐵蛋白修飾的硫化鋅納米材料的制備方法，其特征在于將lO-lOOmmol的硫源加到預先配制好的鋅源和乳鐵蛋白的螯合溶液中，置于恒溫裝置中，控制反應溫度為室溫_120°C，時間為1-100分鐘，pH值為5. 5-12,得到乳鐵蛋白修飾的硫化鋅納米材料。
2.根據(jù)權利要求I所述的乳鐵蛋白修飾的硫化鋅納米材料的制備方法，其特征在于所述的鋅源是硝酸鋅、乙酸鋅、烷基黃原酸鋅、硝酸鋅中的一種或多種的混合物。
3.根據(jù)權利要求I所述的乳鐵蛋白修飾的硫化鋅納米材料的制備方法，其特征在于所述的硫源是硫脲、硫代乙酰胺、硫代乙醇酸、十二硫醇中的一種或多種的混合物。
4.根據(jù)權利要求I所述的乳鐵蛋白修飾的硫化鋅納米材料的制備方法，其特征在于所述的乳鐵蛋白是牛源乳鐵蛋白、羊源乳鐵蛋白、人源乳鐵蛋白中的一種或多種的混合物。
5.根據(jù)權利要求I所述的乳鐵蛋白修飾的硫化鋅納米材料的制備方法，其特征在于所述的鋅源和乳鐵蛋白的螯合溶液是在常溫常壓下，以水為溶劑，將濃度為10-200nmol/mL的鋅源和O. l-50mg/L的乳鐵蛋白加入混合，調節(jié)pH值至5. 5_12，形成的螯合溶液。
6.根據(jù)權利要求5所述的乳鐵蛋白修飾的硫化鋅納米材料的制備方法，其特征在于所述混合時進行攪拌，攪拌時間為5min -3小時。
7.一種采用權利要求I所述的方法制備的乳鐵蛋白修飾的硫化鋅納米材料，其特征在于所述的納米材料由直徑為10-50nm的顆粒組成并都有一層蛋白薄膜包裹。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種乳鐵蛋白修飾的硫化鋅納米材料及其制備方法，該方法是將10-100mmol的硫源加到預先配制好的鋅源和乳鐵蛋白的螯合溶液中，置于恒溫裝置中，控制反應溫度為室溫-120℃，時間為1-100分鐘，pH值為5.5-12，得到乳鐵蛋白修飾的硫化鋅納米材料。本發(fā)明方法操作簡單，條件溫和，成本低且環(huán)境友好，是一種制備功能納米材料的簡單方法；合成的產物硫化鋅納米球具有良好的水溶性和穩(wěn)定性，且生物相容性好。
文檔編號C01G9/08GK102887537SQ20121043268
公開日2013年1月23日 申請日期2012年11月3日 優(yōu)先權日2012年11月3日
發(fā)明者鄭鳴, 楊春治, 張韜 申請人:鄭鳴, 楊春治, 張韜