羟基磷灰石（Hydroxyapatite）,简称HA,是人和动物的骨骼、牙齿以及一些结石的重要成分。不仅具有优越的生物相容性和生物活性,而且还能与多种有机物无机物发生复合、掺杂等作用,已经成为目前研究最多、应用最广泛的新型生物材料之一。人工合成羟基磷灰石的粒径、形貌、表面、生物相容性等性能都对该材料的应用至关重要。基于液相法制备羟基磷灰石的原理,采用水热反应法制备纳米羟基磷灰石,又用人体常见化合物氨基酸为模板,对纳米羟基磷灰石相关的主要性能做进一步调控。为了探测纳米HA在生物体内的作用过程,将稀土掺杂入纳米HA,使其成为一种新型生物探针材料。本课题的主要内容和要点如下:（1）球形纳米羟基磷灰石的制备。本实验采用水热法,以Ca（NO₃）₂·4H₂O和（NH₄）₂HPO₄为原料,并且控制Ca/P为10/6。分别以二十种L-氨基酸为模板,控制合适的水热温度、pH和反应时间等因素制备球形纳米HA。结果表明:分别L-精氨酸（pH=9,185℃）、L-苏氨酸（pH=9,185℃）、L-组氨酸（pH=9,125℃）、L-酪氨酸（pH=10,195℃）、L-天冬酰胺（pH=10,185℃）、L-赖氨酸（pH=11,175℃）、L-谷氨酸（pH=10,175℃）、L-丙氨酸（pH=11,150℃）、L-亮氨酸（pH=11,175℃）、L-甲硫氨酸（pH=9,180℃）、L-色氨酸（pH=10,150℃）为模板,并分别在各自相应的水热温度和pH条件下,都能够制备出类球形纳米HA,粒径为30⁵0 nm,分散性较好。（2）相同摩尔分数Tb³⁺的球形Tb-HA纳米粒子的制备。基于球形纳米HA的制备,以上述十一种氨基酸为模板剂,分别掺杂2 mol%Tb³⁺,在一定的温度和pH条件下制备Tb-HA纳米粒子。实验结果表明:有六种氨基酸作为模板制备的Tb-HA晶体依然保持球形,分别是L-谷氨酸（pH=10,175℃）,L-天冬酰胺（pH=11,185℃）,L-甲硫氨酸（pH=11,180℃）,L-异亮氨酸（pH=11,175℃）,L-丙氨酸（pH=11,150℃）,L-酪氨酸（pH=10,195℃）,制备的Tb-HA粒径在30nm左右。（3）不同摩尔分数的Tb-HA晶体和Eu-HA晶体的制备。基于上述Tb-HA纳米粒子的制备,分别以L-天冬酰胺、L-谷氨酸、L-甲硫氨酸为模板,掺杂稀土摩尔分数分别为0 mol%、1 mol%、3 mol%、5 mol%、7 mol%。通过对晶体的结构形貌以及发光性能的表征发现,不同氨基酸为模板,Tb-HA纳米粒子的结晶性和粒径尺寸差异较大,综合分析以L-天冬酰胺为模板制备球形HA的Tb³⁺掺杂最大摩尔分数为3 mol%,以L-甲硫氨酸为模板的Tb³⁺掺杂最大摩尔分数为3mol%,以L-谷氨酸为模板的Tb3+掺杂最大摩尔分数为7 mol%。（4）Tb-HA和Eu-HA纳米粒子的发光性能。分别以L-天冬酰胺、L-谷氨酸和L-甲硫氨酸为模板,成功制备掺杂不同摩尔分数的Tb-HA和Eu-HA,并随着掺杂稀土摩尔分数的增加,荧光强度增强,而且粒径稍微减小,但是随着掺杂量增加,Tb-HA结晶性减弱,Tb-HA在波长374 nm激发下,出现490nm、543nm和585 nm三个特征发射峰,依次代表Tb³⁺的⁵D₄→⁷F₆、⁵D₄→⁷F₅和⁵D₄→⁷F₄跃迁,其中最大发射峰位于543 nm;Eu-HA纳米粒子在394 nm激发,出现592 nm和617 nm两个发射峰,对应Eu³⁺的⁵D₀-⁷F₁和⁵D₀-⁷F₂跃迁,最大发射峰位于617nm处。（5）MTT检测5种掺杂不同Tb³⁺摩尔分数的Tb-HA和2种不同形貌Tb-HA。7种Tb-HA样品分别与小鼠成纤维细胞（L-929细胞）共培养,样品浓度分别设置500μg/mL、1000μg/mL、1500μg/mL和2000μg/mL,检测细胞毒性。结果表明:随着样品的浓度增大,对细胞的毒性作用越大;细胞毒性不随掺杂摩尔分数增大而增强;培养时间越长,对细胞毒性越强,培养12 h和24 h后,未发现细胞毒性;培养48 h,具有微弱细胞毒性;培养72 h,细胞毒性较大,建议培养时间避免超过48 h。