[发明专利]一种可稳定纳米锗的锗纳米颗粒制备方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米复合材料制备技术领域，具体涉及一种锗纳米颗粒的制备方法及其制备的锗纳米颗粒。

背景技术

纳米复合材料是指分散相至少一维空间内的长度在1-100 nm之间的复合材料，当材料到达纳米尺度后，就会产生一系列有别于宏观物质的新奇的物理、化学性质，使其在材料、电子、医药、生物传感等领域具有巨大的应用价值。

高分子物质因为能够防止纳米材料发生聚集和沉淀而被广泛的作为稳定剂使用，能够提高复合纳米材料的分散性和稳定性，增加材料的生物相容性。现有技术中，报道了不同类型的锗纳米材料的合成方法中，虽然能够提供一些具有相对良好晶型，形貌多样的产品和相对较高产率的合成方法，但是受到反应原料毒性大，反应条件苛刻，生成的纳米锗产品不稳定且生物相容性较差等方面的局限而使其不能得到广泛的应用。

开发一种温和的纳米锗合成路线，并改善纳米锗的水溶性和生物相容性，具有现实的应用价值。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种生物相容性良好的天然大分子修饰的纳米锗颗粒。所述的纳米锗颗粒产品稳定，水溶性和生物相容性好。

本发明的另一目的在于提供所述锗纳米颗粒的制备方法，该制备方法具有反应条件温和的特点。

本发明的上述目的通过如下技术方案予以实现：

一种锗纳米颗粒的制备方法，包括如下步骤：

（1）将GeO₂溶于碱液中，得到锗酸根离子前驱液，将前驱液的pH值调节至6~8的范围，然后加入生物相容的天然生物大分子，保持搅拌速度在100~300rpm，混合均匀，得到反应物溶液；

（2）将搅拌速度控制在800~1000rpm范围内，将步骤（1）制备的反应物溶液与还原剂混合反应，得到红棕色样品溶液；

（3）将步骤（2）所得红棕色样品溶液经过透析袋透析处理，离心冷冻干燥，得到所述锗纳米颗粒。

生物相容的天然生物大分子作为纳米锗颗粒合成过程中的稳定剂，可以防止合成过程中和最终产品的纳米锗颗粒团聚的发生。由于前驱液的pH值会影响天然大分子物质的活性，因此必须将前驱液的pH调节至合适的范围内，再添加生物相容的天然生物大分子。

作为一种优选方案，步骤（1）中，所述生物相容的天然生物大分子优选为壳聚糖或牛血清白蛋白。

作为一种最优选方案，所述生物相容的天然生物大分子最优选为壳聚糖。

作为一种优选方案，步骤（1）中，所添加的生物相容的天然生物大分子与GeO₂的质量比为1:1~1:4。

作为一种优选方案，步骤（2）在氮气保护下进行,在氮气环境中可以防止生成的纳米锗被重新氧化。

作为一种优选方案，步骤（2）中，优选先将步骤（1）所得反应物溶液滤去不溶物后，再进行还原反应；过滤不溶物的目的是为了除去沉淀物质，防止纳米材料在合成过程中由于过大的晶核存在而聚集沉淀出来，影响粒径与分散性。

作为一种优选方案，步骤（2）中，所述还原剂优选为NaBH₄、LiAlH₄或水合肼。

作为一种最优选方案，步骤（2）中，所述还原剂最优选为NaBH₄。

作为一种优选方案，步骤（2）中，所添加的还原剂与GeO₂的摩尔比优选为6:1~3:1。

作为一种优选方案，步骤（2）中，所述还原反应的温度优选为30~60℃。

作为一种优选方案，步骤（2）中，所述还原反应的时间优选为2~4h。

由所述制备方法得到的锗纳米颗粒。本发明所述锗纳米颗粒粉末外观呈棕褐色，具有良好的分散性，形貌规整，粒径保持在40~100nm之间，并且具有良好的水溶性和生物相容性。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明采用生物相容性好的天然大分子作为锗纳米颗粒合成过程中的稳定剂，提高了锗纳米颗粒的稳定性，并且解决了现有技术的锗纳米颗粒合成过程中原料有毒、条件苛刻的问题，提供了一种温和的合成路线；本发明方法制备得到的锗纳米颗粒稳定，不容易团聚，具有良好的水溶性和生物相容性。

附图说明

图1为本发明所述锗纳米颗粒的制备方法的流程图；

图2为反应前后溶液对比图；

图3为实施例1得到的纳米锗的红外光谱图；

图4为实施例1得到的纳米锗的TEM、EDS及粒径分布图。

具体实施方式