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(wěn)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(wěn)定方式會由原來的靜電穩(wěn)定變?yōu)榭臻g穩(wěn)定,穩(wěn)定狀態(tài)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(huán)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(huán)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(jīng)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為經(jīng)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(wěn)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(nèi),、疏水有機鏈向外的液體顆粒結構,,其內(nèi)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(huán)烷烴)和水,。它是一種熱力學穩(wěn)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(yōu)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(chǎn)量,、長短徑比可控及表面易于修飾等優(yōu)點而成為合成膠體金納米棒流行的方法。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(fā)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:將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(SEM,TEM):SEM與TEM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(jīng)大小和粒子形狀不同時,,粒子所表現(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)出縱向伸縮振動,,大吸收波長在600nm-1400nm處不等,,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(xiàn)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(chǎn)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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