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PEG化纳米金制备方法及表征图谱

时间:2016-08-05 11:07:24       浏览:3065

金纳米颗粒进行表面修饰在生物领域应用是非常重要的,不仅可以提高其稳定性,而且使其表面功能化,能更轻易的与抗体、酶等生物分子连接起来。常用含巯基配体对纳米金进行修饰,谷肌甘肤(GSH) ,巯基丙酸(MPA),半肌氨酸(cysteine),肌胺(cystamine),二巯基辛酸(DHLA)及聚乙二醇(PEG)等,其中最常见的是巯基聚乙二醇(PEG-SH),主要有以下几个原因:1.PEG为高分子聚合物,将PEG修饰到纳米金颗粒上,纳米金胶体的稳定方式会由原来的静电稳定变为空间稳定,稳定状态不易受外界因素的影响;2.PEG无抗原和致免疫性、无毒、生物相容性较好;3.PEG在生理环境中对生物分子没有吸附或其他相互作用,有效减少了非特异性蛋白的吸附,延长了循环时间;4.采用端基不同的PEG,其一段连接在金纳米颗粒上,另一端的活性基团可以进行其他修饰,使纳米金颗粒表面性质多样化。


PEG化纳米金的制备方法:

金属纳米粒子的主要制备方法有物理法和化学法,其中物理法主要有真空蒸镀法、软着陆法、电分散法和激光消融法等,化学法主要有氧化还原法、电化学法、晶种法、微乳液法、相转移法、模板法。

氧化还原法:该法通常是在含有高价金离子的溶液中加入还原剂,金离子被还原而聚集成纳米粒子。所用的还原剂包括经典的柠檬酸三钠、硼氢化钠、磷、十六烷基苯胺、聚乙二醇、聚苯胺等。其中以柠檬酸钠还原法最为经典,就是以柠檬酸三钠为还原剂在热的水溶液中将[AuCl4]-还原,其制备方法简单,所得到的颗粒性质稳定。

 

微乳液法:该法是将表面活性剂溶解在有机溶剂中,当表面活性剂的浓度超过临界胶束浓度(CMC)后形成亲水极性头向内、疏水有机链向外的液体颗粒结构,其内核可增溶水分子或亲水物质。微乳液一般由4种组分组成,即表面活性剂、助表面活性剂(一般为脂肪醇)、有机溶剂(一般为烷烃或环烷烃)和水。它是一种热力学稳定体系,可以合成大小均匀、粒径在10-20nm的液体颗粒。

 

晶种生长法:晶种生长法是通过晶种合成反应制备金纳米颗粒,该法优点在于比一步法得到的颗粒粒径分布窄,可以通过控制反应条件最终制备出粒径在50-110nm之间的金纳米球。同时,晶种生长法因其合成过程简便、高产量、长短径比可控及表面易于修饰等优点而成为合成胶体金纳米棒最流行的方法。其基本原理是在反应溶液中加入一定量的金纳米颗粒晶种,在表面活性剂分子的作用下,晶种颗粒定向生长为一定长径比的金纳米棒。

 

光化学还原法:光化学还原法是最早用来制备金纳米棒的方法,在制备过程中,金酸与棒状的阳离子表面活性剂胶束结合在一起形成离子对,然后在紫外激发下电子从金属离子转移到配体中,从而使金离子还原成金。

 

纳米金的表面PEG化:用琉基聚乙二醇(PEG-SH)对金纳米球进行修饰,修饰过程为:100μL浓度为5X 10-4mol/L的上述配体分别加入到1ml金纳米球溶液中,再将其搅拌30S以充分混合,然后将其放入4℃冰箱备用。

纳米金的表征方法:

为了全面而准确的表征纳米金的性质,通常使用多种手段同时对纳米金进行分析,常用的表征方法有:紫外可见光谱(Uv-vis)、红外光谱(FI-IR),扫描电子显微镜(SEM)或投射电子显微镜(      TEM)、电动电位或电动电势(Zeta电位)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱、毛细管电泳(CE)等。

电子显微镜(SEMTEM):SEMTEM是观察纳米金粒子的直观方法,可以清楚的观察到粒子形貌,大小和分散度情况。


紫外可见(Uv-vis:纳米金溶胶因其等离子共振作用,使得他在溶液中有特定的颜色。纳米金粒子表面包配体、历经大小和粒子形状不同时,粒子所表现出来的等离子共振吸收是不一样的。金纳米粒子的等离子体共振分为横向伸缩振动和纵向伸缩振动,在金粒子以球形存在于溶液中时,重要表现出横向伸缩振动,Uv-vis吸收在520nm左右,当纳米金溶胶中以棒状,线装,三角片状或其它非球形是,粒子主要表现出纵向伸缩振动,最大吸收波长在600nm-1400nm处不等,最大吸收波长越大,棒状与线装粒子的长径比越大,三角片的边厚比也越大,溶液表现出不同的颜色,如灰色、蓝色和深棕色等。

红外光谱(FI-IR):每种物质的分子有其一定的分子结构,有一定的能级图,从而产生的红外吸收光谱,从而带来了分子能级图的信息。对红外光谱的分子,可以了解表面配体与纳米金之间的相互作用关系,对反应的机理及不同修饰剂对Au作用的方式与力的大小可以简单明了的分析。



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