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PEG化納米金制備方法及表征圖譜

時間:2016-08-05 11:07:24       瀏覽:3986

金納米顆粒進行表面修飾在生物領域應用是非常重要的,不僅可以提高其穩定性,而且使其表面功能化,能更輕易的與抗體、酶等生物分子連接起來。常用含巰基配體對納米金進行修飾,谷肌甘膚(GSH) ,巰基丙酸(MPA),半肌氨酸(cysteine),肌胺(cystamine),二巰基辛酸(DHLA)及聚乙二醇(PEG)等,其中最常見的是巰基聚乙二醇(PEG-SH),主要有以下幾個原因:1.PEG為高分子聚合物,將PEG修飾到納米金顆粒上,納米金膠體的穩定方式會由原來的靜電穩定變為空間穩定,穩定狀態不易受外界因素的影響;2.PEG無抗原和致免疫性、無毒、生物相容性較好;3.PEG在生理環境中對生物分子沒有吸附或其他相互作用,有效減少了非特異性蛋白的吸附,延長了循環時間;4.采用端基不同的PEG,其一段連接在金納米顆粒上,另一端的活性基團可以進行其他修飾,使納米金顆粒表面性質多樣化。


PEG化納米金的制備方法:

金屬納米粒子的主要制備方法有物理法和化學法,其中物理法主要有真空蒸鍍法、軟著陸法、電分散法和激光消融法等,化學法主要有氧化還原法、電化學法、晶種法、微乳液法、相轉移法、模板法。

氧化還原法:該法通常是在含有高價金離子的溶液中加入還原劑,金離子被還原而聚集成納米粒子。所用的還原劑包括經典的檸檬酸三鈉、硼氫化鈉、磷、十六烷基苯胺、聚乙二醇、聚苯胺等。其中以檸檬酸鈉還原法最為經典,就是以檸檬酸三鈉為還原劑在熱的水溶液中將[AuCl4]-還原,其制備方法簡單,所得到的顆粒性質穩定。

 

微乳液法:該法是將表面活性劑溶解在有機溶劑中,當表面活性劑的濃度超過臨界膠束濃度(CMC)后形成親水極性頭向內、疏水有機鏈向外的液體顆粒結構,其內核可增溶水分子或親水物質。微乳液一般由4種組分組成,即表面活性劑、助表面活性劑(一般為脂肪醇)、有機溶劑(一般為烷烴或環烷烴)和水。它是一種熱力學穩定體系,可以合成大小均勻、粒徑在10-20nm的液體顆粒。

 

晶種生長法:晶種生長法是通過晶種合成反應制備金納米顆粒,該法優點在于比一步法得到的顆粒粒徑分布窄,可以通過控制反應條件最終制備出粒徑在50-110nm之間的金納米球。同時,晶種生長法因其合成過程簡便、高產量、長短徑比可控及表面易于修飾等優點而成為合成膠體金納米棒最流行的方法。其基本原理是在反應溶液中加入一定量的金納米顆粒晶種,在表面活性劑分子的作用下,晶種顆粒定向生長為一定長徑比的金納米棒。

 

光化學還原法:光化學還原法是最早用來制備金納米棒的方法,在制備過程中,金酸與棒狀的陽離子表面活性劑膠束結合在一起形成離子對,然后在紫外激發下電子從金屬離子轉移到配體中,從而使金離子還原成金。

 

納米金的表面PEG化:用琉基聚乙二醇(PEG-SH)對金納米球進行修飾,修飾過程為:100μL濃度為5X 10-4mol/L的上述配體分別加入到1ml金納米球溶液中,再將其攪拌30S以充分混合,然后將其放入4℃冰箱備用。

納米金的表征方法:

為了全面而準確的表征納米金的性質,通常使用多種手段同時對納米金進行分析,常用的表征方法有:紫外可見光譜(Uv-vis)、紅外光譜(FI-IR),掃描電子顯微鏡(SEM)或投射電子顯微鏡(      TEM)、電動電位或電動電勢(Zeta電位)、X射線衍射(XRD)、X射線光電子能譜、毛細管電泳(CE)等。

電子顯微鏡(SEMTEM):SEMTEM是觀察納米金粒子的直觀方法,可以清楚的觀察到粒子形貌,大小和分散度情況。


紫外可見(Uv-vis:納米金溶膠因其等離子共振作用,使得他在溶液中有特定的顏色。納米金粒子表面包配體、歷經大小和粒子形狀不同時,粒子所表現出來的等離子共振吸收是不一樣的。金納米粒子的等離子體共振分為橫向伸縮振動和縱向伸縮振動,在金粒子以球形存在于溶液中時,重要表現出橫向伸縮振動,Uv-vis吸收在520nm左右,當納米金溶膠中以棒狀,線裝,三角片狀或其它非球形是,粒子主要表現出縱向伸縮振動,最大吸收波長在600nm-1400nm處不等,最大吸收波長越大,棒狀與線裝粒子的長徑比越大,三角片的邊厚比也越大,溶液表現出不同的顏色,如灰色、藍色和深棕色等。

紅外光譜(FI-IR):每種物質的分子有其一定的分子結構,有一定的能級圖,從而產生的紅外吸收光譜,從而帶來了分子能級圖的信息。對紅外光譜的分子,可以了解表面配體與納米金之間的相互作用關系,對反應的機理及不同修飾劑對Au作用的方式與力的大小可以簡單明了的分析。



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