0%

通过 Brust-Schiffrin 方法制备金纳米粒子

金纳米粒子是研究较早的一种纳米材料,在生物学研究中一般将其称为胶体金。它的粒子尺寸一般在1~100nm之间,随粒径的变化呈现不同的颜色。另外,由于金纳米粒子具有很高的电子密度,在电子显微镜下具有很好的衬度,因此十分适合作为电镜测试的标记物。

1971年,Faulk和Taylor首先将胶体金作为标记物引入到免疫学研究中,通常称之为免疫金标记。之后,大量研究表明胶体金能够稳定而迅速地吸附蛋白质,而且蛋白质的生物活性不发生明显改变。它可以作为探针进行细胞表面和细胞内多糖、蛋白质、多肽、抗原、激素、核酸等生物大分子的精确定位,也可以用于常规的免疫诊断,进行免疫组织化学定位,因而在临床诊断及药物检测等方面得到了广泛的应用。

由此,金纳米颗粒的制备开始发展起来,到目前为止已经有了包括柠檬酸钠还原法等还原方法:如硼氢化钠还原法、抗坏血酸还原法等等;或是可以避免二次成核的种子成长法;又或是利用紫外线等的光化学方法。

从1994年出现的Brust-Schiffrin法,也即两相合成法,是一直在使用的热稳定合成方法。

Brust-Schiffrin

由于热稳定合成方法简单易行,在不到十年的时间内,此方法在所有领域都有重要的影响。金纳米粒子在有机溶剂中能分散和再溶解,并且没有不可逆的团聚或分解。作为有机分子化合物,它们能很容易的被控制和被功能化。

Faraday的两相合成体系给予合成技术一定的启发在NaBH4还原过程中,橙色相在几秒内向深棕色转变。其反应机理如图:

Faraday

该合成方法的操作步骤为:
1:分别将一定量的氯金酸溶于去离子水中,将四正辛基溴化铵(TOAB)溶于甲苯中;
2:将二者混合搅拌(发生的现象:水溶液相变澄清,而甲苯相变为橙色.此现象发生的原因:甲苯相中TOAB萃取水相中的AuCl4-);
3:转移至分液漏斗中静止分层,取橙色甲苯相,将其置于冰水浴中;
4:加一定量的巯醇(如正十二烷基巯基醇),搅拌至溶液接近无色,加NaBH,保存于冰水浴中24 h,将制备出热力学稳定的、粒径为1.5 ~5.2 nm的AuNPs.

该方法利用强的金硫键(Au-S)作用,合成出巯基配体修饰的AuNPs.改变合成反应条件,如适当增加巯醇/金盐的比例、调控反应温度和还原速率,便可制得尺寸更小和单分散性更好的AuNPs.
此方法制备出的AuNP’s 将有如下优点:
(1)稳定,可反复溶解于简单的有机溶剂中而不会聚集;
(2)奇特的光电特性;
(3)较高的比表面积和良好的生物相容性.

AuNP

其它含硫配体也已经用于稳定金纳米粒子(如黄酸盐和二硫化物)等。二硫化物不如硫醇稳定,但是在催化方面有明显的效果。同样,硫醚不能很好的约束金纳米粒子,但是利用聚硫醚就能很好的解决这个问题。另外,利用碘氧化以硫醇为包覆剂的金纳米粒子,能使其分解为金的碘化物和二碗化物。利用这一现像可以制备以金纳米粒子为模版的环糊精的空心球。